JP2011128359A - Positive photosensitive resin composition, cured film using the same and electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポジ型感光性樹脂組成物、硬化膜、パタ−ンの製造方法及び電子部品に関し、さらに詳しくは、感光性を有する耐熱性高分子を含有する耐熱性ポジ型感光性樹脂組成物、これを用いた硬化膜とパタ−ンの製造方法及び電子部品に関するものである。 The present invention relates to a positive photosensitive resin composition, a cured film, a pattern production method, and an electronic component, and more specifically, a heat-resistant positive photosensitive resin composition containing a heat-resistant polymer having photosensitivity. The present invention relates to a method for producing a cured film and a pattern using the same, and an electronic component.
従来、半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜には、優れた耐熱性と電気特性、機械特性等を併せ持つポリイミド樹脂が用いられている。しかし、近年半導体素子の高集積化、大型化が進む中、封止樹脂パッケ−ジの薄型化、小型化の要求があり、LOC(リ−ド・オン・チップ)や半田リフロ−による表面実装などの方式が採られてきており、これまで以上に機械特性、耐熱性等に優れたポリイミド樹脂が必要とされるようになってきた。 Conventionally, a polyimide resin having excellent heat resistance, electrical characteristics, mechanical characteristics, and the like has been used for a surface protective film and an interlayer insulating film of a semiconductor element. However, in recent years, with the progress of higher integration and larger size of semiconductor elements, there is a demand for thinner and smaller sealing resin packages. Surface mounting by LOC (lead-on-chip) or solder reflow Such a system has been adopted, and a polyimide resin excellent in mechanical properties, heat resistance and the like has been required more than ever.
さらに、ポリイミド樹脂自身に感光特性を付与した感光性ポリイミドが用いられてきているが、これを用いるとパタ−ン作製工程が簡略化でき、煩雑な製造工程の短縮が行えるという特徴を有する。従来の感光性ポリイミド又はその前駆体を用いてなる耐熱性フォトレジストや、その用途については良く知られている。ネガ型感光性ポリイミドでは、ポリイミド前駆体にエステル結合又はイオン結合を介してメタクリロイル基を導入する方法、光重合性オレフィンを有する可溶性ポリイミド、ベンゾフェノン骨格を有し、かつ窒素原子が結合する芳香環のオルソ位にアルキル基を有する自己増感型ポリイミドなどがある。 Furthermore, photosensitive polyimide having photosensitive properties imparted to the polyimide resin itself has been used, but if this is used, the pattern manufacturing process can be simplified, and complicated manufacturing processes can be shortened. A heat-resistant photoresist using a conventional photosensitive polyimide or its precursor and its application are well known. In the negative photosensitive polyimide, a method of introducing a methacryloyl group into a polyimide precursor via an ester bond or an ionic bond, a soluble polyimide having a photopolymerizable olefin, an aromatic ring having a benzophenone skeleton and a nitrogen atom bonded thereto. There is a self-sensitized polyimide having an alkyl group at the ortho position.
上記のネガ型感光性ポリイミドでは、現像の際にN−メチルピロリドン等の有機溶剤を必要とするため、最近では、アルカリ水溶液で現像ができるポジ型の感光性樹脂の提案がなされている。ポジ型ではポリイミド前駆体にエステル結合を介してo−ニトロベンジル基を導入する方法(例えば、非特許文献1参照)、可溶性ヒドロキシルイミド又はポリオキサゾ−ル前駆体にナフトキノンジアジド化合物を混合する方法(例えば、特許文献1、2参照)、可溶性ポリイミドにエステル結合を介してナフトキノンジアジドを導入する方法(例えば、非特許文献2参照)、ポリイミド前駆体にナフトキノンジアジドを混合
するもの(例えば、特許文献3参照)などがある。
Since the above-mentioned negative photosensitive polyimide requires an organic solvent such as N-methylpyrrolidone at the time of development, a positive photosensitive resin that can be developed with an aqueous alkaline solution has been recently proposed. In the positive type, a method in which an o-nitrobenzyl group is introduced into a polyimide precursor via an ester bond (for example, see Non-Patent Document 1), a method in which a naphthoquinonediazide compound is mixed in a soluble hydroxylimide or polyoxazole precursor (for example, ,
しかしながら、上記のネガ型感光性ポリイミドでは、その機能上、解像度に問題があったり、用途によっては製造時の歩留まり低下を招くなどの問題がある。また、上記のものでは用いるポリマーの構造が限定されるために、最終的に得られる被膜の物性が限定されてしまい多目的用途には不向きなものである。一方、ポジ型感光性ポリイミドにおいても上記のように感光剤の吸収波長に伴う問題から感度や解像度が低かったり、構造が限定され、同様の問題を有する。 However, the above-mentioned negative photosensitive polyimide has problems in terms of function and resolution, and in some applications, yields are reduced in production. In addition, since the structure of the polymer to be used is limited in the above, the physical properties of the finally obtained film are limited, which is not suitable for multipurpose use. On the other hand, the positive photosensitive polyimide also has the same problems due to the problems associated with the absorption wavelength of the photosensitive agent as described above, and the sensitivity and resolution are low and the structure is limited.
また、ポリベンゾオキサゾ−ル前駆体にジアゾナフトキノン化合物を混合したもの(例えば、特許文献4参照)や、ポリアミド酸にエステル結合を介してフェノ−ル部位を導入したもの(例えば、特許文献5参照)などカルボン酸の代わりにフェノ−ル性水酸基を導入したものがあるが、これらのものは現像性が不十分であり未露光部の膜減りや樹脂の基材からの剥離が起こる。また、こうした現像性や接着の改良を目的に、シロキサン部位をポリマー骨格中に有するポリアミド酸を混合したもの(例えば、特許文献6、7参照)が提案されているが、前述のごとくポリアミド酸を用いるため保存安定性が悪化する。加えて保存安定性や接着の改良を目的に、アミン末端基を重合性基で封止したもの(例えば、特許文献8〜11参照)も提案されているが、これらのものは、酸発生剤として芳香環を多数含むジアゾキノン化合物を用いるため、感度が低く、ジアゾキノン化合物の添加量を増やす必要から、熱硬化後の機械物性を著しく低下させるという問題があり、実用レベルの材料とは言い難いものである。 Also, a polybenzoxazole precursor mixed with a diazonaphthoquinone compound (for example, see Patent Document 4), or a polyamic acid with a phenol moiety introduced through an ester bond (for example, Patent Document 5). Some have a phenolic hydroxyl group introduced in place of the carboxylic acid. However, these have insufficient developability, resulting in film loss at unexposed areas and peeling of the resin from the substrate. For the purpose of improving developability and adhesion, a mixture of polyamic acids having a siloxane moiety in the polymer skeleton has been proposed (see, for example, Patent Documents 6 and 7). Storage stability deteriorates due to use. In addition, for the purpose of improving storage stability and adhesion, amine end groups sealed with a polymerizable group (for example, see Patent Documents 8 to 11) have also been proposed. As a diazoquinone compound containing a large number of aromatic rings is used, the sensitivity is low, and it is necessary to increase the amount of diazoquinone compound added. It is.
感光性ポリイミド又は感光性ポリベンゾオキサゾールは、近年、半導体装置におけるパッケージ形態の変化に伴い、半導体の表面保護膜、再配線層、層間絶縁膜として用いられるケースが増えてきた。通常、これら前駆体組成物は各種基板上に塗布され、活性放射線で露光し、続く有機溶剤又はアルカリ水溶液による現像でパターニングを行い、高温加熱処理により最終的にポリイミド膜又はポリベンゾオキサゾール膜とする。しかし、加熱硬化後の膜と基板との接着性が悪く、熱硬化後に行われる薬液処理により、微細パターンが基板から剥がれる事例がしばしば見られる。これらの接着性に関しては、使用する基板を前処理する方法、ベース重合体自身に接着性を持たせる方法、接着助剤を添加する方法等の試みが行われてきている。 In recent years, photosensitive polyimide or photosensitive polybenzoxazole has been increasingly used as a semiconductor surface protective film, a rewiring layer, and an interlayer insulating film in accordance with a change in package form in a semiconductor device. Usually, these precursor compositions are coated on various substrates, exposed with actinic radiation, patterned by subsequent development with an organic solvent or an alkaline aqueous solution, and finally formed into a polyimide film or a polybenzoxazole film by high-temperature heat treatment. . However, the adhesion between the film after heat curing and the substrate is poor, and there are often cases where the fine pattern is peeled off from the substrate by the chemical treatment performed after heat curing. With respect to these adhesive properties, attempts have been made such as a method of pretreating a substrate to be used, a method of imparting adhesive properties to the base polymer itself, and a method of adding an adhesion assistant.
従来、接着助剤であるシランカップリング剤を使用すると、硬化後の基板との密着性が得られることが分かっている。特にウレア結合を有するシランカップリング剤は密着性向上効果が高い。しかし、前記カップリング剤を添加したワニスを室温で長時間放置するとパターン膜中に、ウレア結合を有するシランカップリング剤の反応物と考えられる異物が発生することがある。 Conventionally, it has been found that when a silane coupling agent, which is an adhesion assistant, is used, adhesion to a cured substrate can be obtained. In particular, a silane coupling agent having a urea bond has a high effect of improving adhesion. However, if the varnish to which the coupling agent is added is allowed to stand at room temperature for a long time, a foreign substance that may be a reaction product of a silane coupling agent having a urea bond may be generated in the pattern film.
パターン膜中の異物は外観不良、膜の上にメタル層を付けた際に曇りや凹凸が発生し、さらに、基板との密着性が低下するという問題がある。 Foreign matter in the pattern film has a problem of poor appearance, cloudiness and irregularities are generated when a metal layer is applied on the film, and adhesion to the substrate is lowered.
本発明は、上記問題点を解決するため、酢酸を組み合わせることにより、異物の発生がなく、安定性が良好である感光性樹脂組成物を得られることを、知見するに至った。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has been found that by combining acetic acid, it is possible to obtain a photosensitive resin composition having no foreign matter and good stability.
本発明によれば、以下のポジ型感光性樹脂組成物等が提供される。
1.(a)アルカリ性水溶液に可溶なポリマーと、
(b)光の照射を受けて酸を発生する化合物と、
(c)酢酸と、
(d)ウレア結合を有するシランカップリング化合物と、
を含有してなることを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物。
2.前記(c)成分が(a)成分100重量部に対して0.1〜5重量部であり、
前記(d)成分が(a)成分100重量部に対して0.1〜30重量部であることを特徴とする1に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
3.前記(a)成分が、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、及びそれらの前駆体からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする1又は2に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
4.前記(a)成分が、ポリベンゾオキサゾール前駆体であることを特徴とする1〜3のいずれか1項に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
5.前記(b)成分が、ジアゾナフトキノン誘導体であることを特徴とする1〜4のいずれか1項に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
6.前記(d)成分が、下記一般式で表される化合物であることを特徴とする1〜5のいずれか1項に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
7.1〜6のいずれか1項に記載のポジ型感光性樹脂組成物を硬化させたことを特徴とする硬化物。
8.1〜6のいずれか1項に記載のポジ型感光性樹脂組成物を支持基板上に塗布、乾燥して感光性樹脂膜を形成する工程と、前記塗布、乾燥工程により得られた感光性樹脂膜を露光する工程と、前記露光後の感光性樹脂膜の露光部を除去するためにアルカリ水溶液を用いて現像する工程と、及び前記現像後の感光性樹脂膜を加熱処理する工程を含むことを特徴とするパタ−ンの製造方法。
9.7に記載の硬化物が層間絶縁膜層、再配線層又は表面保護膜層として設けられていることを特徴とする電子部品。
According to the present invention, the following positive photosensitive resin composition and the like are provided.
1. (A) a polymer soluble in an alkaline aqueous solution;
(B) a compound that generates acid upon irradiation with light;
(C) acetic acid;
(D) a silane coupling compound having a urea bond;
A positive-type photosensitive resin composition comprising:
2. The component (c) is 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (a),
2. The positive photosensitive resin composition according to 1, wherein the component (d) is 0.1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (a).
3. The positive photosensitive resin composition according to 1 or 2, wherein the component (a) is at least one selected from the group consisting of polyimide, polybenzoxazole, and precursors thereof.
4). The positive photosensitive resin composition according to any one of 1 to 3, wherein the component (a) is a polybenzoxazole precursor.
5). The positive photosensitive resin composition according to any one of 1 to 4, wherein the component (b) is a diazonaphthoquinone derivative.
6). The positive photosensitive resin composition according to any one of 1 to 5, wherein the component (d) is a compound represented by the following general formula.
A cured product obtained by curing the positive photosensitive resin composition according to any one of 7.1 to 6.
The positive photosensitive resin composition of any one of 8.1-6 is apply | coated and dried on a support substrate, the process which forms a photosensitive resin film, and the photosensitive obtained by the said application | coating and drying process A step of exposing the photosensitive resin film, a step of developing using an aqueous alkaline solution to remove an exposed portion of the photosensitive resin film after the exposure, and a step of heat-treating the photosensitive resin film after the development. A method for producing a pattern, comprising:
An electronic component, wherein the cured product according to 9.7 is provided as an interlayer insulating film layer, a rewiring layer, or a surface protective film layer.
本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、硬化後の基板との密着性に優れ、ワニスの保存安定性に優れる。 The positive photosensitive resin composition of the present invention is excellent in adhesion to a substrate after curing and excellent in storage stability of varnish.
以下に、本発明によるポジ型感光性樹脂組成物、該樹脂組成物を用いたパターン硬化膜の製造方法及び電子部品の一実施の形態を詳細に説明する。尚、以下の実施形態に本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, an embodiment of a positive photosensitive resin composition according to the present invention, a method for producing a patterned cured film using the resin composition, and an electronic component will be described in detail. Note that the present invention is not limited to the following embodiments.
[ポジ型感光性樹脂組成物]
本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、下記の(a)〜(d)成分を含有することを特徴とする。
(a)アルカリ性水溶液に可溶なポリマー、
(b)光の照射を受けて酸を発生する化合物、
(c)酢酸、
(d)ウレア結合を有するシランカップリング化合物
[Positive photosensitive resin composition]
The positive photosensitive resin composition of the present invention is characterized by containing the following components (a) to (d).
(A) a polymer soluble in an alkaline aqueous solution,
(B) a compound that generates acid upon irradiation with light;
(C) acetic acid,
(D) Silane coupling compound having urea bond
本発明では、(c)成分と(d)成分を併せて用いることで、(d)成分が安定化し、分解が起きにくくなり保管安定性が向上する。
以下、各成分について説明する。
In the present invention, by using the component (c) and the component (d) together, the component (d) is stabilized, decomposition is less likely to occur, and storage stability is improved.
Hereinafter, each component will be described.
(a)成分:アルカリ水溶液可溶性のポリマー
本発明で用いる(a)成分は、アルカリ水溶液可溶性のポリマーであれば、特に構造上の制限はない。
尚、アルカリ水溶液とは、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液、金属水酸化物水溶液、有機アミン水溶液等のアルカリ性の溶液である。一般には、濃度が2.38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液が用いられるので、(a)成分は、この水溶液に対して可溶性であることが好ましい。
(A) Component: Polymer Aqueous in Alkaline Aqueous Solution The component (a) used in the present invention is not particularly limited as long as it is a polymer soluble in an aqueous alkali solution.
In addition, alkaline aqueous solution is alkaline solutions, such as tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution, metal hydroxide aqueous solution, and organic amine aqueous solution. In general, since an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution having a concentration of 2.38% by weight is used, the component (a) is preferably soluble in this aqueous solution.
本発明の(a)成分がアルカリ性水溶液で可溶であることの1つの基準は以下の通りである。
(a)成分単独あるいは以下に順を追って説明する(b)、(c)、(d)の各成分とともに任意の溶剤に溶解して得られたワニスを、シリコンウエハ等の基板上にスピン塗布して形成することにより膜厚5μm程度の塗膜とする。これをテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液、金属水酸化物水溶液、有機アミン水溶液のいずれか一つに20〜25℃において、浸漬する。この結果、例えば30分後に、均一な溶液として溶解し得る時、その(a)成分はアルカリ性水溶液で可溶と見なされる。
One criterion that the component (a) of the present invention is soluble in an alkaline aqueous solution is as follows.
(A) A component alone or a varnish obtained by dissolving in any solvent together with the components (b), (c), and (d) described below in order is spin-coated on a substrate such as a silicon wafer. To form a coating film having a thickness of about 5 μm. This is immersed in any one of tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, metal hydroxide aqueous solution, and organic amine aqueous solution at 20 to 25 ° C. As a result, the component (a) is considered soluble in an alkaline aqueous solution when it can be dissolved as a uniform solution, for example, after 30 minutes.
(a)成分であるポリマーは、その主鎖骨格が、ポリイミド系ポリマー又はポリオキサゾール系ポリマー、即ち、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリオキサゾール、ポリアミド、及びこれらの前駆体(例えば、ポリアミド酸、ポリアミド酸エステル、ポリヒドロキシアミド等)から選ばれる少なくとも1種の高分子化合物から導入されることが、例えば加工性、耐熱性の点で好ましい。
また、アルカリ水溶液可溶性の点から、(a)アルカリ性水溶液に可溶なポリマーは、好ましくは複数のフェノール性水酸基、複数のカルボキシル基、又はこれら両方の基を有するポリマーである。
The polymer as the component (a) has a main chain skeleton of a polyimide polymer or a polyoxazole polymer, that is, polyimide, polyamideimide, polyoxazole, polyamide, and precursors thereof (for example, polyamic acid, polyamic acid ester). It is preferable to introduce from at least one polymer compound selected from, for example, polyhydroxyamide, etc. from the viewpoint of processability and heat resistance.
From the viewpoint of solubility in alkaline aqueous solution, the polymer (a) soluble in alkaline aqueous solution is preferably a polymer having a plurality of phenolic hydroxyl groups, a plurality of carboxyl groups, or both groups.
(a)成分は、上述した主鎖骨格を2種以上有する共重合体でもよく、又は2種以上の上記ポリマーの混合物でもよい。
中でもポリイミド、ポリオキサゾール又はそれぞれに対応する前駆体を(a)成分に用いれば、本発明の樹脂組成物を用いて得られた硬化膜の耐溶剤性がより高いものとなり好ましい。従って、(a)成分としては、ポリイミド、ポリオキサゾール、及びそれらの前駆体からなる群から選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましく、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、及びそれらの前駆体からなる群から選ばれる少なくとも1種を用いることがより好ましく、ポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体から選ばれる少なくとも1種を用いることが特に好ましい。
The component (a) may be a copolymer having two or more main chain skeletons described above, or a mixture of two or more of the above polymers.
Among these, if polyimide, polyoxazole or a precursor corresponding to each is used as the component (a), the cured film obtained by using the resin composition of the present invention has higher solvent resistance, which is preferable. Therefore, as the component (a), it is preferable to use at least one selected from the group consisting of polyimide, polyoxazole, and their precursors, and selected from the group consisting of polyimide, polybenzoxazole, and their precursors. It is more preferable to use at least one selected from the group consisting of a polyimide precursor and a polybenzoxazole precursor.
(a)成分として用いることのできるポリマー及び前駆体は、例えば、以下の方法により合成することができる。
上記ポリイミドは、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させ、脱水閉環することにより得ることができる。
上記ポリオキサゾールは、例えば、ジカルボン酸ジクロリドとジヒドロキシジアミンを反応させ、脱水閉環することにより得ることができる。
上記ポリアミドイミドは、例えば、トリカルボン酸とジアミンを反応させ、脱水閉環することにより得ることができる。
上記ポリアミドは、例えば、ジカルボン酸ジクロリドとジアミンを反応させることにより得ることができる。
上記ポリアミド酸(ポリイミド前駆体)は、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させることにより得ることができる。
上記ポリアミド酸エステル(ポリイミド前駆体)は、例えば、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミンを反応させることにより得ることができる。
上記ポリヒドロキシアミド(ポリオキサゾール前駆体)は、例えば、ジカルボン酸ジクロリドとジヒドロキシジアミン(通常アミノ基とフェノール性水酸基が芳香環のオルト位に結合するもの)を反応させることにより得ることができる。
以上のいずれのポリマーの製造方法も、既に知られた方法を用いることができる。
The polymer and precursor that can be used as the component (a) can be synthesized, for example, by the following method.
The polyimide can be obtained, for example, by reacting tetracarboxylic dianhydride and diamine and dehydrating and ring-closing.
The polyoxazole can be obtained, for example, by reacting dicarboxylic acid dichloride with dihydroxydiamine and dehydrating and ring-closing.
The polyamideimide can be obtained, for example, by reacting tricarboxylic acid and diamine and dehydrating and ring-closing.
The polyamide can be obtained, for example, by reacting dicarboxylic acid dichloride with diamine.
The polyamic acid (polyimide precursor) can be obtained, for example, by reacting tetracarboxylic dianhydride with diamine.
The polyamic acid ester (polyimide precursor) can be obtained, for example, by reacting tetracarboxylic acid diester dichloride with a diamine.
The polyhydroxyamide (polyoxazole precursor) can be obtained, for example, by reacting dicarboxylic acid dichloride and dihydroxydiamine (usually those in which an amino group and a phenolic hydroxyl group are bonded to the ortho position of the aromatic ring).
Any of the above-described methods for producing a polymer can be a known method.
上述の具体的なポリマーのなかでも、現今の電子部品用としては、加熱により閉環してポリベンゾオキサゾールとなるポリヒドロキシアミド(ポリベンゾオキサゾール前駆体)は、耐熱性、機械特性、電気特性に優れるものとして多用されつつある。以下、ポリヒドロキシアミドの例を詳述する。 Among the above-mentioned specific polymers, polyhydroxyamides (polybenzoxazole precursors) that are closed by heating to become polybenzoxazoles are excellent in heat resistance, mechanical properties, and electrical properties for current electronic components. It is being used widely as a thing. Hereinafter, examples of polyhydroxyamide will be described in detail.
ポリヒドロキシアミドは、下記一般式(3):
この一般式(3)で表される「ヒドロキシ基を含有するアミドユニット」は、最終的には硬化時の脱水閉環により、耐熱性、機械特性、電気特性に優れるオキサゾール体に変換される。
The polyhydroxyamide has the following general formula (3):
The “amide unit containing a hydroxy group” represented by the general formula (3) is finally converted into an oxazole having excellent heat resistance, mechanical properties, and electrical properties by dehydration and ring closure at the time of curing.
本発明で用いることができるポリヒドロキシアミドは、前記一般式(3)で表される構造単位を有していればよいが、ポリヒドロキシアミドのアルカリ水溶液に対する可溶性は、フェノール性水酸基に由来するため、一般式(3)で表される「ヒドロキシ基を含有するアミドユニット」が、ある割合以上含まれていることが好ましい。 The polyhydroxyamide that can be used in the present invention only needs to have the structural unit represented by the general formula (3). However, the solubility of the polyhydroxyamide in an alkaline aqueous solution is derived from a phenolic hydroxyl group. The “amide unit containing a hydroxy group” represented by the general formula (3) is preferably contained in a certain ratio or more.
そのようなものとして、好ましくは、次式(4):
ここで、式(4)中のjとkのモル分率は、j=80〜100モル%、k=20〜0モル%であることがより好ましい。
As such, preferably the following formula (4):
Here, the molar fraction of j and k in formula (4) is more preferably j = 80 to 100 mol% and k = 20 to 0 mol%.
一般式(4)で表される、1種類の構造単位又は2種類の構造単位を有するポリヒドロキシアミドは、一般的にジカルボン酸誘導体とヒドロキシ基含有ジアミン類と、必要に応じて前記以外のジアミン類から合成できる。具体的には、ジカルボン酸誘導体をジハライド誘導体に変換後、前記ジアミン類との反応を行うことにより合成できる。
上記ジハライド誘導体としては、ジクロリド誘導体が好ましい。
The polyhydroxyamide having one type of structural unit or two types of structural units represented by the general formula (4) is generally a dicarboxylic acid derivative, a hydroxy group-containing diamine, and, if necessary, a diamine other than those described above. Can be synthesized. Specifically, it can be synthesized by converting a dicarboxylic acid derivative into a dihalide derivative and then reacting with the diamines.
The dihalide derivative is preferably a dichloride derivative.
上記ジクロリド誘導体は、ジカルボン酸誘導体にハロゲン化剤を作用させて合成することができる。
ハロゲン化剤としては通常のカルボン酸の酸クロリド化反応に使用される、塩化チオニル、塩化ホスホリル、オキシ塩化リン、五塩化リン等が使用できる。
The dichloride derivative can be synthesized by reacting a dicarboxylic acid derivative with a halogenating agent.
As the halogenating agent, thionyl chloride, phosphoryl chloride, phosphorus oxychloride, phosphorus pentachloride, etc., which are used in the usual acid chlorideation reaction of carboxylic acid can be used.
ジクロリド誘導体を合成する方法としては、ジカルボン酸誘導体と上記ハロゲン化剤を溶媒中で反応させるか、過剰のハロゲン化剤中で反応を行った後、過剰分を留去する方法で合成できる。
反応溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチル−2−ピリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、トルエン、ベンゼン等が使用できる。
As a method of synthesizing the dichloride derivative, it can be synthesized by reacting the dicarboxylic acid derivative and the halogenating agent in a solvent, or reacting in an excess halogenating agent and then distilling off the excess.
As the reaction solvent, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyridone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, toluene, benzene and the like can be used.
これらのハロゲン化剤の使用量は、溶媒中で反応させる場合は、ジカルボン酸誘導体1モルに対して、1.5〜3.0モルが好ましく、1.7〜2.5モルがより好ましく、ハロゲン化剤中で反応させる場合は、4.0〜50モルが好ましく、5.0〜20モルがより好ましい。
反応温度は、−10〜70℃が好ましく、0〜20℃がより好ましい。
The amount of these halogenating agents used is preferably 1.5 to 3.0 mol, more preferably 1.7 to 2.5 mol, relative to 1 mol of the dicarboxylic acid derivative when reacted in a solvent. When making it react in a halogenating agent, 4.0-50 mol is preferable and 5.0-20 mol is more preferable.
The reaction temperature is preferably -10 to 70 ° C, more preferably 0 to 20 ° C.
上記ジクロリド誘導体とジアミン類との反応は、脱ハロゲン化水素剤の存在下に、有機溶媒中で行うことが好ましい。
脱ハロゲン化水素剤としては、通常、ピリジン、トリエチルアミン等の有機塩基が使用される。
また、有機溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチル−2−ピリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等が使用できる。
反応温度は、−10〜30℃が好ましく、0〜20℃がより好ましい。
The reaction between the dichloride derivative and the diamine is preferably performed in an organic solvent in the presence of a dehydrohalogenating agent.
As the dehydrohalogenating agent, organic bases such as pyridine and triethylamine are usually used.
As the organic solvent, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyridone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide and the like can be used.
The reaction temperature is preferably −10 to 30 ° C., more preferably 0 to 20 ° C.
一般式(4)において、Uで表される4価の有機基は、4価の芳香族基が好ましく、炭素原子数としては6〜40のものが好ましく、炭素原子数6〜40の4価の芳香族基がより好ましい。4価の芳香族基としては、4個の結合部位がいずれも芳香環上に存在するものが好ましい。また、Uで表される4価の有機基は、ポリベンゾオキサゾール前駆体であるために、一般に、ジカルボン酸と反応してポリアミド構造を形成する「2個のヒドロキシ基と2個のアミノ基をそれぞれ芳香環上に有し、ヒドロキシ基とアミノ基がオルト位に位置した構造を2組有するジアミンの残基」である。 In the general formula (4), the tetravalent organic group represented by U is preferably a tetravalent aromatic group, preferably having 6 to 40 carbon atoms, and tetravalent having 6 to 40 carbon atoms. The aromatic group is more preferable. As the tetravalent aromatic group, those in which all four bonding sites are present on the aromatic ring are preferable. In addition, since the tetravalent organic group represented by U is a polybenzoxazole precursor, it generally reacts with a dicarboxylic acid to form a polyamide structure with “two hydroxy groups and two amino groups. It is a residue of a diamine having two sets of structures each having an hydroxy group and an amino group located in the ortho position, each having an aromatic ring.
このようなジアミン類としては、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビフェニル、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)スルホン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 Such diamines include 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxybiphenyl, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxybiphenyl, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane. Bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) propane, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) sulfone, 2,2-bis (3-amino-) 4-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3- Although hexafluoropropane etc. are mentioned, it is not limited to these. These compounds can be used alone or in combination of two or more.
一般式(4)において、Wで表される2価の有機基とは、一般に、ジカルボン酸と反応してポリアミド構造を形成する「ジアミンの残基」であり、前記Uを形成するジアミン以外の残基であり、2価の芳香族基又は脂肪族基が好ましく、炭素原子数としては4〜40のものが好ましく、炭素原子数4〜40の2価の芳香族基がより好ましい。 In the general formula (4), the divalent organic group represented by W is generally a “diamine residue” that forms a polyamide structure by reacting with a dicarboxylic acid, and other than the diamine that forms the U. It is a residue and is preferably a divalent aromatic group or an aliphatic group. The number of carbon atoms is preferably 4 to 40, and more preferably a divalent aromatic group having 4 to 40 carbon atoms.
このようなジアミン類としては、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、ベンジシン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、1,5−ナフタレンジアミン、2,6−ナフタレンジアミン、ビス(4−アミノフェノキシフェニル)スルホン、ビス(3−アミノフェノキシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン等の芳香族ジアミン化合物が挙げられる。さらに、これらの他にも、シリコーン基の入ったジアミンとして、LP−7100、X−22−161AS、X−22−161A、X−22−161B、X−22−161C及びX−22−161E(いずれも信越化学工業株式会社製、商品名)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
これらの化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
Examples of such diamines include 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, benzidine, m-phenylenediamine, p. -Phenylenediamine, 1,5-naphthalenediamine, 2,6-naphthalenediamine, bis (4-aminophenoxyphenyl) sulfone, bis (3-aminophenoxyphenyl) sulfone, bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [4 And aromatic diamine compounds such as-(4-aminophenoxy) phenyl] ether and 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene. In addition to these, diamines containing silicone groups include LP-7100, X-22-161AS, X-22-161A, X-22-161B, X-22-161C, and X-22-161E ( Any of these include, but are not limited to, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name).
These compounds can be used alone or in combination of two or more.
一般式(4)において、Vで表される2価の有機基とは、ジアミンと反応してポリアミド構造を形成する、ジカルボン酸の残基であり、2価の芳香族基が好ましく、炭素原子数としては6〜40のものが好ましく、炭素原子数6〜40の2価の芳香族基が硬化膜の耐熱性の観点でより好ましい。2価の芳香族基としては、2個の結合部位がいずれも芳香環上に存在するものが好ましい。また、Vが炭素数6〜30の脂肪族直鎖構造を有する2価の有機基の場合は、熱硬化する際の温度を280℃以下と低くしても十分な物性が得られる点で好ましい。 In the general formula (4), the divalent organic group represented by V is a dicarboxylic acid residue that reacts with diamine to form a polyamide structure, and is preferably a divalent aromatic group, preferably a carbon atom. The number is preferably 6 to 40, and a divalent aromatic group having 6 to 40 carbon atoms is more preferable from the viewpoint of heat resistance of the cured film. As the divalent aromatic group, those in which two bonding sites are both present on the aromatic ring are preferred. Further, in the case where V is a divalent organic group having an aliphatic straight chain structure having 6 to 30 carbon atoms, it is preferable in that sufficient physical properties can be obtained even if the temperature at the time of thermosetting is lowered to 280 ° C. or lower. .
このようなジカルボン酸としては、イソフタル酸、テレフタル酸、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、4,4’−ジカルボキシビフェニル、4,4’−ジカルボキシジフェニルエーテル、4,4’−ジカルボキシテトラフェニルシラン、ビス(4−カルボキシフェニル)スルホン、2,2−ビス(p−カルボキシフェニル)プロパン、5−tert−ブチルイソフタル酸、5−ブロモイソフタル酸、5−フルオロイソフタル酸、5−クロロイソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族系ジカルボン酸、1,2−シクロブタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、脂肪族直鎖構造を有するものとしては、マロン酸、ジメチルマロン酸、エチルマロン酸、イソプロピルマロン酸、ジ−n−ブチルマロン酸、スクシン酸、テトラフルオロスクシン酸、メチルスクシン酸、2,2−ジメチルスクシン酸、2,3−ジメチルスクシン酸、ジメチルメチルスクシン酸、グルタル酸、ヘキサフルオログルタル酸、2−メチルグルタル酸、3−メチルグルタル酸、2,2−ジメチルグルタル酸、3,3−ジメチルグルタル酸、3−エチル−3−メチルグルタル酸、アジピン酸、オクタフルオロアジピン酸、3−メチルアジピン酸、オクタフルオロアジピン酸、ピメリン酸、2,2,6,6−テトラメチルピメリン酸、スベリン酸、ドデカフルオロスベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ヘキサデカフルオロセバシン酸、1,9−ノナン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エイコサン二酸、ヘンエイコサン二酸、ドコサン二酸、トリコサン二酸、テトラコサン二酸、ペンタコサン二酸、ヘキサコサン二酸、ヘプタコサン二酸、オクタコサン二酸、ノナコサン二酸、トリアコンタン二酸、ヘントリアコンタン二酸、ドトリアコンタン二酸、ジグリコール酸が挙げられ、さらに下記一般式(5):
これらの化合物を、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
Such dicarboxylic acids include isophthalic acid, terephthalic acid, 2,2-bis (4-carboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 4,4′-dicarboxybiphenyl. 4,4′-dicarboxydiphenyl ether, 4,4′-dicarboxytetraphenylsilane, bis (4-carboxyphenyl) sulfone, 2,2-bis (p-carboxyphenyl) propane, 5-tert-butylisophthalic acid Aromatic dicarboxylic acids such as 5-bromoisophthalic acid, 5-fluoroisophthalic acid, 5-chloroisophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,2-cyclobutanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-Cyclopentanedicarboxylic acid, having an aliphatic linear structure, malonic acid Dimethylmalonic acid, ethylmalonic acid, isopropylmalonic acid, di-n-butylmalonic acid, succinic acid, tetrafluorosuccinic acid, methylsuccinic acid, 2,2-dimethylsuccinic acid, 2,3-dimethylsuccinic acid, Dimethylmethylsuccinic acid, glutaric acid, hexafluoroglutaric acid, 2-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, 2,2-dimethylglutaric acid, 3,3-dimethylglutaric acid, 3-ethyl-3-methylglutar Acid, adipic acid, octafluoroadipic acid, 3-methyladipic acid, octafluoroadipic acid, pimelic acid, 2,2,6,6-tetramethylpimelic acid, suberic acid, dodecafluorosuberic acid, azelaic acid, sebacine Acid, hexadecafluoro sebacic acid, 1,9-nonanedioic acid, dodecanedioic acid, trideca Diacid, tetradecanedioic acid, pentadecanedioic acid, hexadecanedioic acid, heptadecanedioic acid, octadecanedioic acid, nonadecanedioic acid, eicosandioic acid, heneicosandioic acid, docosandioic acid, tricosanedioic acid, tetracosanedioic acid, pentacosandioic acid , Hexacosanedioic acid, heptacosanedioic acid, octacosanedioic acid, nonacosandioic acid, triacontanedioic acid, hentriacontanedioic acid, dotriacontanedioic acid, diglycolic acid, and the following general formula (5):
These compounds can be used alone or in combination of two or more.
(a)成分の分子量は、重量平均分子量で3,000〜200,000が好ましく、5,000〜100,000がより好ましい。ここで、分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC)により測定し、標準ポリスチレン検量線より換算して得た値である。 The molecular weight of the component (a) is preferably 3,000 to 200,000, more preferably 5,000 to 100,000 in terms of weight average molecular weight. Here, the molecular weight is a value obtained by measurement by gel permeation chromatography (GPC) and conversion from a standard polystyrene calibration curve.
(b)成分:光の照射を受けて酸を発生する化合物
本発明の組成物において、(a)成分として用いるアルカリ水溶液可溶性のポリマーとともに、(b)成分として活性光線の照射を受けて酸を発生する化合物(以下、酸発生剤とも記す)を用いる。
(B) Component: Compound that generates acid upon irradiation with light In the composition of the present invention, together with the aqueous polymer soluble in alkali solution used as component (a), the acid is irradiated with active light as component (b). A generated compound (hereinafter also referred to as an acid generator) is used.
(b)成分は、光の照射部のアルカリ水溶液への可溶性を増大させる機能を有するものである。そのような光酸発生剤としては、ジアゾナフトキノン誘導体、アリールジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩等が挙げられ、なかでもジアゾナフトキノン誘導体は感度が高く好ましいものとして挙げられる。 The component (b) has a function of increasing the solubility of the light irradiation part in the alkaline aqueous solution. Examples of such photoacid generators include diazonaphthoquinone derivatives, aryldiazonium salts, diaryliodonium salts, triarylsulfonium salts, and the like. Among them, diazonaphthoquinone derivatives are preferable because of their high sensitivity.
上記ジアゾナフトキノン誘導体は、例えば、o−キノンジアジドスルホニルクロリド類とヒドロキシ化合物及び/又はアミノ化合物等とを脱塩酸剤の存在下で縮合反応させることで得られる。
前記o−キノンジアジドスルホニルクロリド類としては、例えば、ベンゾキノン−1,2−ジアジド−4−スルホニルクロリド、ナフトキノン−1,2−ジアジド−5−スルホニルクロリド、ナフトキノン−1,2−ジアジド−4−スルホニルクロリド等が使用できる。
The diazonaphthoquinone derivative can be obtained, for example, by subjecting o-quinonediazidesulfonyl chlorides to a hydroxy compound and / or an amino compound in the presence of a dehydrochlorinating agent.
Examples of the o-quinonediazide sulfonyl chlorides include benzoquinone-1,2-diazide-4-sulfonyl chloride, naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonyl chloride, and naphthoquinone-1,2-diazide-4-sulfonyl chloride. Etc. can be used.
上記ヒドロキシ化合物としては、例えば、ヒドロキノン、レゾルシノール、ピロガロール、ビスフェノールA、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,2’,3’−ペンタヒドロキシベンゾフェノン,2,3,4,3’,4’,5’−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)プロパン、4b,5,9b,10−テトラヒドロ−1,3,6,8−テトラヒドロキシ−5,10−ジメチルインデノ[2,1−a]インデン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン等が使用できる。 Examples of the hydroxy compound include hydroquinone, resorcinol, pyrogallol, bisphenol A, bis (4-hydroxyphenyl) methane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, and 2,3,4-trihydroxybenzophenone. 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,2 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4,2 ′, 3′-pentahydroxybenzophenone, 2,3,4, 3 ′, 4 ′, 5′-hexahydroxybenzophenone, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) propane, 4b, 5,9b, 10-tetrahydro -1,3,6,8-tetrahydroxy-5,10-dimethylindeno [2, -a] indene, tris (4-hydroxyphenyl) methane, tris (4-hydroxyphenyl) ethane and the like can be used.
上記アミノ化合物としては、例えば、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、o−アミノフェノール、m−アミノフェノール、p−アミノフェノール、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビフェニル、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン等が使用できる。 Examples of the amino compound include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, and 4,4′-diaminodiphenyl. Sulfide, o-aminophenol, m-aminophenol, p-aminophenol, 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxybiphenyl, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxybiphenyl, bis (3 -Amino-4-hydroxyphenyl) propane, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) propane, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) sulfone, bis (3-Amino-4-hydroxyphenyl) hexaph Oropuropan, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane and the like can be used.
上記o−キノンジアジドスルホニルクロリドとヒドロキシ化合物及び/又はアミノ化合物は、o−キノンジアジドスルホニルクロリド1モルに対して、ヒドロキシ基とアミノ基の合計が0.5〜1当量になるように配合されることが好ましい。脱塩酸剤とo−キノンジアジドスルホニルクロリドの好ましい割合は、0.95/1〜1/0.95(当量比)の範囲である。
好ましい反応温度は0〜40℃、好ましい反応時間は1〜10時間である。
The o-quinonediazide sulfonyl chloride and the hydroxy compound and / or amino compound may be blended so that the total of hydroxy group and amino group is 0.5 to 1 equivalent with respect to 1 mol of o-quinonediazide sulfonyl chloride. preferable. A preferred ratio of the dehydrochlorinating agent and o-quinonediazidesulfonyl chloride is in the range of 0.95 / 1 to 1 / 0.95 (equivalent ratio).
A preferable reaction temperature is 0 to 40 ° C., and a preferable reaction time is 1 to 10 hours.
上記反応の反応溶媒としては、ジオキサン、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、N−メチルピロリドン等の溶媒が用いられる。脱塩酸剤としては、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化カリウム、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン等があげられる。 As the reaction solvent for the above reaction, solvents such as dioxane, acetone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, diethyl ether, N-methylpyrrolidone and the like are used. Examples of the dehydrochlorinating agent include sodium carbonate, sodium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, potassium carbonate, potassium hydroxide, trimethylamine, triethylamine, pyridine and the like.
(b)成分の配合量は、感光時の感度、解像度を良好とするために、(a)成分100重量部に対して、0.01〜50重量部とすることが好ましく、0.01〜20重量部とすることがより好ましく、0.5〜20重量部とすることがさらに好ましい。 The blending amount of component (b) is preferably 0.01 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of component (a) in order to improve the sensitivity and resolution during exposure. It is more preferably 20 parts by weight, and further preferably 0.5 to 20 parts by weight.
(c)成分:酢酸
(c)成分の配合量は、(a)成分100重量部に対して、0.1〜5重量部とすることが好ましく、1〜3重量部とすることがさらに好ましい。
Component (c): Acetic acid The amount of component (c) is preferably 0.1 to 5 parts by weight, more preferably 1 to 3 parts by weight per 100 parts by weight of component (a). .
(d)成分:ウレア結合を有するシランカップリング化合物
本発明における(d)成分は、ウレア結合(−NH−CO−NH−)を有するシランカップリング化合物であればよい。好ましいものとして、下記一般式で表される化合物が挙げられる。
(D) Component: Silane Coupling Compound Having Urea Bond The component (d) in the present invention may be a silane coupling compound having a urea bond (—NH—CO—NH—). Preferable examples include compounds represented by the following general formula.
具体的には、ウレイドメチルトリメトキシシラン、ウレイドメチルトリエトキシシラン、2−ウレイドエチルトリメトキシシラン、2−ウレイドエチルトリエトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、4−ウレイドブチルトリメトキシシラン、4−ウレイドブチルトリエトキシシラン等が挙げられる。なかでも3−ウレイドプロピルトリエトキシシランが好ましい。 Specifically, ureidomethyltrimethoxysilane, ureidomethyltriethoxysilane, 2-ureidoethyltrimethoxysilane, 2-ureidoethyltriethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, 4 -Ureidobutyltrimethoxysilane, 4-ureidobutyltriethoxysilane, etc. are mentioned. Of these, 3-ureidopropyltriethoxysilane is preferable.
(d)成分の配合量は、(a)成分100重量部に対して、0.1〜30重量部とすることが好ましく、1〜10重量部がより好ましく、1〜3重量部であることが特に好ましい。 The amount of component (d) is preferably 0.1-30 parts by weight, more preferably 1-10 parts by weight, and 1-3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of component (a). Is particularly preferred.
本発明のポジ型感光性樹脂組成物において、上記(a)〜(d)成分に加えて、(e)加熱により架橋又は重合し得る架橋剤、(f)シランカップリング化合物(但しウレア結合は含ます)、(g)熱酸発生剤、(h)溶解促進剤、(i)溶解阻害剤、(j)密着性付与剤、(k)界面活性剤又はレベリング剤、(l)溶剤等の成分を配合してもよい。 In the positive photosensitive resin composition of the present invention, in addition to the components (a) to (d), (e) a crosslinking agent that can be crosslinked or polymerized by heating, (f) a silane coupling compound (however, the urea bond is ), (G) thermal acid generator, (h) dissolution accelerator, (i) dissolution inhibitor, (j) adhesion promoter, (k) surfactant or leveling agent, (l) solvent, etc. Ingredients may be blended.
(e)成分:加熱により架橋又は重合し得る架橋剤
本発明に使用される(e)成分である加熱により架橋又は重合し得る架橋剤は、感光性樹脂組成物を塗布、露光、現像後に加熱処理する工程において化合物が(a)成分のポリマーと反応、即ち橋架けする。又は加熱処理する工程において化合物自身が重合する。これによって、比較的低い温度、例えば200℃以下の硬化において懸念される膜の脆さを防ぎ、機械特性や薬品耐性、フラックス耐性を向上させることができる。
(E) Component: a crosslinking agent that can be crosslinked or polymerized by heating The crosslinking agent that can be crosslinked or polymerized by heating, which is the component (e) used in the present invention, is heated after coating, exposing and developing the photosensitive resin composition. In the treatment step, the compound reacts with the polymer of component (a), that is, bridges. Alternatively, the compound itself is polymerized in the heat treatment step. Thereby, the brittleness of the film, which is a concern at curing at a relatively low temperature, for example, 200 ° C. or less, can be prevented, and the mechanical properties, chemical resistance, and flux resistance can be improved.
この(e)成分は、加熱処理する工程において架橋又は重合する化合物である以外に特に制限はないが、分子内にメチロール基、アルコキシメチル基、エポキシ基又はビニルエーテル基を有する化合物であると好ましい。これらの基がベンゼン環に結合している化合物、あるいはN位がメチロール基及び/又はアルコキシメチル基で置換されたメラミン樹脂、尿素樹脂が好ましい。また、これらの基がフェノール性水酸基を有するベンゼン環に結合している化合物は、現像する際に露光部の溶解速度が増加して感度が向上させることが出来る点でより好ましい。中でも感度とワニスの安定性、加えてパターン形成後の膜の硬化時に、膜の溶融を防ぐことができる点で、分子内に2個以上のメチロール基又はアルコキシメチル基を有する化合物がより好ましい。 The component (e) is not particularly limited except that it is a compound that is crosslinked or polymerized in the heat treatment step, but is preferably a compound having a methylol group, an alkoxymethyl group, an epoxy group, or a vinyl ether group in the molecule. A compound in which these groups are bonded to a benzene ring, or a melamine resin or urea resin in which the N-position is substituted with a methylol group and / or an alkoxymethyl group is preferable. In addition, a compound in which these groups are bonded to a benzene ring having a phenolic hydroxyl group is more preferable in that the sensitivity can be improved by increasing the dissolution rate of the exposed area during development. Among them, a compound having two or more methylol groups or alkoxymethyl groups in the molecule is more preferable in that the film can be prevented from melting when the film is cured after pattern formation, and the stability of the varnish.
そのような化合物は、下記一般式(VII)〜(VIV)で表すことができる。 Such a compound can be represented by the following general formulas (VII) to (VII).
尚、一般式(VII)〜(VIV)において、一価の有機基としては、炭素原子数1〜10の、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシアルキル基、ヒドロキシアルコキシ基、それらの水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換されたものが好ましいものとして挙げられる。
In the general formulas (VII) to (VII), the monovalent organic group includes an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxyalkyl group, a hydroxyalkoxy group, and a part of hydrogen atoms having 1 to 10 carbon atoms. Alternatively, those in which all are substituted with halogen atoms are preferred.
上述の架橋剤として、例えば
本発明の感光性樹脂組成物において、(e)成分(加熱により架橋又は重合し得る架橋剤)の配合量は、現像時間と、未露光部残膜率の許容幅、及び硬化膜物性の点から、(a)成分(ベース樹脂)100重量部に対して1〜50重量部が好ましい。一方、230℃以下での硬化膜の薬品耐性、フラックス耐性の観点では、好ましくは15重量部以上、より好ましくは20重量部以上とすることが好ましい。 In the photosensitive resin composition of the present invention, the blending amount of the component (e) (crosslinking agent that can be crosslinked or polymerized by heating) depends on the development time, the allowable width of the unexposed area remaining film ratio, and the cured film properties. Therefore, 1 to 50 parts by weight is preferable with respect to 100 parts by weight of component (a) (base resin). On the other hand, from the viewpoint of chemical resistance and flux resistance of the cured film at 230 ° C. or lower, it is preferably 15 parts by weight or more, more preferably 20 parts by weight or more.
(f)成分:シランカップリング化合物((d)成分以外)
本発明における(f)成分としては、(d)成分以外の、シランカップリング化合物であれば特に制限はないが、中でもヒドロキシ基又はグリシジル基を有するシランカップリング化合物が好ましい。
ヒドロキシ基又はグリシジル基を有するシランカップリング化合物としては、メチルフェニルシランジオール、エチルフェニルシランジオール、n−プロピルフェニルシランジオール、イソプロピルフェニルシランジオール、n−ブチルフェニルシランジオール、イソブチルフェニルシランジオール、tert−ブチルフェニルシランジオール、ジフェニルシランジオール、エチルメチルフェニルシラノール、n−プロピルメチルフェニルシラノール、イソプロピルメチルフェニルシラノール、n−ブチルメチルフェニルシラノール、イソブチルメチルフェニルシラノール、tert−ブチルメチルフェニルシラノール、エチルn−プロピルフェニルシラノール、エチルイソプロピルフェニルシラノール、n−ブチルエチルフェニルシラノール、イソブチルエチルフェニルシラノール、tert−ブチルエチルフェニルシラノール、メチルジフェニルシラノール、エチルジフェニルシラノール、n−プロピルジフェニルシラノール、イソプロピルジフェニルシラノール、n−ブチルジフェニルシラノール、イソブチルジフェニルシラノール、tert−ブチルジフェニルシラノール、フェニルシラントリオール、1,4−ビス(トリヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(メチルジヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(エチルジヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(プロピルジヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ブチルジヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ジメチルヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ジエチルヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ジプロピルヒドロキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ジブチルヒドロキシシリル)ベンゼン等や、下記一般式で表わされる化合物が挙げられる。
(F) Component: Silane coupling compound (other than (d) component)
The component (f) in the present invention is not particularly limited as long as it is a silane coupling compound other than the component (d), but among them, a silane coupling compound having a hydroxy group or a glycidyl group is preferable.
Examples of the silane coupling compound having a hydroxy group or a glycidyl group include methylphenylsilanediol, ethylphenylsilanediol, n-propylphenylsilanediol, isopropylphenylsilanediol, n-butylphenylsilanediol, isobutylphenylsilanediol, tert- Butylphenylsilanediol, diphenylsilanediol, ethylmethylphenylsilanol, n-propylmethylphenylsilanol, isopropylmethylphenylsilanol, n-butylmethylphenylsilanol, isobutylmethylphenylsilanol, tert-butylmethylphenylsilanol, ethyl n-propylphenyl Silanol, ethyl isopropyl phenyl silanol, n-butyl ethyl phenyl silanol , Isobutylethylphenylsilanol, tert-butylethylphenylsilanol, methyldiphenylsilanol, ethyldiphenylsilanol, n-propyldiphenylsilanol, isopropyldiphenylsilanol, n-butyldiphenylsilanol, isobutyldiphenylsilanol, tert-butyldiphenylsilanol,
上記の化合物のうち、特に上記一般式で示される化合物が、密着性を向上する効果が高く好ましい。
このようなシランカップリング剤としては、ヒドロキシメチルトリメトキシシラン、ヒドロキシメチルトリエトキシシラン、2−ヒドロキシエチルトリメトキシシラン、2−ヒドロキシエチルトリエトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、4−ヒドロキシブチルトリメトキシシラン、4−ヒドロキシブチルトリエトキシシラン、グリシドキシメチルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリエトキシシラン、2−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、2−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、4−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、4−グリシドキシブチルトリエトキシシラン等が挙げられる。
Of the above-mentioned compounds, the compound represented by the above general formula is particularly preferable because of its high effect of improving adhesion.
Such silane coupling agents include hydroxymethyltrimethoxysilane, hydroxymethyltriethoxysilane, 2-hydroxyethyltrimethoxysilane, 2-hydroxyethyltriethoxysilane, 3-hydroxypropyltrimethoxysilane, 3-hydroxypropyl. Triethoxysilane, 4-hydroxybutyltrimethoxysilane, 4-hydroxybutyltriethoxysilane, glycidoxymethyltrimethoxysilane, glycidoxymethyltriethoxysilane, 2-glycidoxyethyltrimethoxysilane, 2-glycid Xylethyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 4-glycidoxybutyltrimethoxysilane, 4-glycidoxybuty Triethoxysilane, and the like.
また、その構造中にヒドロキシ基又はグリシジル基と共に、窒素原子を含む基、具体的にはアミノ基やアミド結合を含むシランカップリング剤も好ましく、このようなものとしては、ビス(2−ヒドロキシメチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビス(2−ヒドロキシメチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、ビス(2−グリシドキシメチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビス(2−ヒドロキシメチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基を有するシランカップリング剤、式X−(CH2)m−CO−NH−(CH2)n−Si(OR)3(但し、Xは水酸基又はグリシジル基であり、m及びnは各々独立に1〜3の整数を表し、Rはメチル基、エチル基又はプロピル基である)で示される化合物等のアミド結合を有するシランカップリング剤等が挙げられる。 In addition, a silane coupling agent containing a nitrogen atom, specifically an amino group or an amide bond, together with a hydroxy group or a glycidyl group in its structure is also preferable. As such a bis (2-hydroxymethyl) ) -3-Aminopropyltriethoxysilane, bis (2-hydroxymethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, bis (2-glycidoxymethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, bis (2-hydroxymethyl) ) -3-silane coupling agent having an amino group such as aminopropyltrimethoxysilane, formula X- (CH 2) m -CO- NH- (CH 2) n -Si (OR) 3 ( where, X is a hydroxyl group Or glycidyl group, m and n each independently represents an integer of 1 to 3, and R is a methyl group, an ethyl group or a propyl group. And a silane coupling agent having an amide bond such as a compound represented by (1).
(f)成分の配合量は、(a)成分100重量部に対して、0.1〜20重量部とすることが好ましく、1〜10重量部とすることがさらに好ましい。 The amount of component (f) is preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 1 to 10 parts by weight, relative to 100 parts by weight of component (a).
(g)成分:熱酸発生剤
本発明において、熱酸発生剤を使用すると、(a)成分のポリマー、例えばポリベンゾオキサゾール前駆体のフェノール性水酸基含有ポリアミド構造が脱水反応を起こして環化する際の触媒として効率的に働くので好ましい。また、本発明の約280℃以下での脱水閉環率が高い特定の樹脂に、この酸熱発生剤を併用することにより、脱水環化反応をさらに低温化できるので、低温での硬化でも硬化後の膜の物性が、高温で硬化したものと遜色ない性能が得られる。
Component (g): Thermal acid generator In the present invention, when a thermal acid generator is used, the polymer of component (a), for example, the phenolic hydroxyl group-containing polyamide structure of the polybenzoxazole precursor undergoes a dehydration reaction and cyclizes. This is preferable because it works efficiently as a catalyst. In addition, by using this acid heat generating agent in combination with a specific resin having a high dehydration ring closure rate at about 280 ° C. or less according to the present invention, the dehydration cyclization reaction can be further lowered, so that even after curing at low temperature The physical properties of this film are comparable to those cured at high temperatures.
上記熱酸発生剤(熱潜在酸発生剤)から発生する酸としては、強酸が好ましく、具体的には、例えば、p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸のようなアリールスルホン酸、カンファースルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ノナフルオロブタンスルホン酸のようなパーフルオロアルキルスルホン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ブタンスルホン酸のようなアルキルスルホン酸等が好ましい。これらの酸は、(a)成分のポリマー、例えばポリベンゾオキサゾール前駆体のフェノール性水酸基含有ポリアミド構造が脱水反応を起こして環化する際の触媒として効率的に働く。これに対して、塩酸、臭素酸、ヨウ素酸や硝酸が出る
ような酸発生剤では、発生した酸の酸性度が弱く、さらに加熱で揮発し易いこともあって、(a)成分のポリマーの環化脱水反応には殆ど関与しないと考えられる。上述の酸は、熱酸発生剤として、オニウム塩としての塩の形やイミドスルホナートのような共有結合の形で本発明の感光性樹脂組成物に添加される。
The acid generated from the thermal acid generator (thermal latent acid generator) is preferably a strong acid. Specifically, for example, p-toluenesulfonic acid, arylsulfonic acid such as benzenesulfonic acid, camphorsulfonic acid, Preference is given to perfluoroalkylsulfonic acids such as trifluoromethanesulfonic acid and nonafluorobutanesulfonic acid, alkylsulfonic acids such as methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid and butanesulfonic acid. These acids efficiently act as a catalyst when the polymer of component (a), for example, the phenolic hydroxyl group-containing polyamide structure of the polybenzoxazole precursor undergoes a dehydration reaction and cyclizes. In contrast, acid generators that generate hydrochloric acid, bromic acid, iodic acid, and nitric acid have weak acidity and are likely to volatilize by heating. It is considered that it hardly participates in the cyclization dehydration reaction. The above-mentioned acid is added to the photosensitive resin composition of the present invention as a thermal acid generator in the form of a salt as an onium salt or in the form of a covalent bond such as imide sulfonate.
上記オニウム塩としては、例えば、ジフェニルヨードニウム塩のようなジアリールヨードニウム塩、ジ(t−ブチルフェニル)ヨードニウム塩のようなジ(アルキルアリール)ヨードニウム塩、トリメチルスルホニウム塩のようなトリアルキルスルホニウム塩、ジメチルフェニルスルホニウム塩のようなジアルキルモノアリールスルホニウム塩、ジフェニルメチルスルホニウム塩のようなジアリールモノアルキルヨードニウム塩等が好ましい。これらが好ましいのは、分解開始温度が150〜250℃の範囲にあり、280℃以下でのポリベンゾオキサゾール前駆体の環化脱水反応に際して効率的に分解するためである。
これに対してトリフェニルスルホニウム塩は、熱酸発生剤としては望ましくない。トリフェニルスルホニウム塩は熱安定性が高く、一般に分解温度が300℃を超えているため、280℃以下での(a)成分のポリマー、例えばポリベンゾオキサゾール前駆体の環化脱水反応に際しては分解が起きず、環化脱水の触媒としては十分に働かないと考えられるためである。
Examples of the onium salt include diaryliodonium salts such as diphenyliodonium salt, di (alkylaryl) iodonium salts such as di (t-butylphenyl) iodonium salt, trialkylsulfonium salts such as trimethylsulfonium salt, dimethyl A dialkyl monoarylsulfonium salt such as a phenylsulfonium salt, a diarylmonoalkyliodonium salt such as a diphenylmethylsulfonium salt, and the like are preferable. These are preferable because the decomposition start temperature is in the range of 150 to 250 ° C., and the polybenzoxazole precursor is efficiently decomposed during the cyclization dehydration reaction at 280 ° C. or less.
In contrast, triphenylsulfonium salts are not desirable as thermal acid generators. Since triphenylsulfonium salt has high thermal stability and generally has a decomposition temperature exceeding 300 ° C., the decomposition of the polymer of component (a) at 280 ° C. or lower, such as polybenzoxazole precursor, during the cyclodehydration reaction This is because it does not occur, and is considered not to function sufficiently as a catalyst for cyclization dehydration.
以上の点から、本発明に用いる熱酸発生剤に好適なオニウム塩としては、例えば、アリールスルホン酸、カンファースルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸又はアルキルスルホン酸のジアリールヨードニウム塩、ジ(アルキルアリール)ヨードニウム塩、トリアルキルスルホニウム塩、ジアルキルモノアリールスルホニウム塩又はジアリールモノアルキルヨードニウム塩が挙げられる。これらは、保存安定性、現像性の点から好ましい。 From the above points, examples of suitable onium salts for the thermal acid generator used in the present invention include aryl sulfonic acid, camphor sulfonic acid, perfluoroalkyl sulfonic acid or diaryl iodonium salt of alkyl sulfonic acid, di (alkylaryl) Examples include iodonium salts, trialkylsulfonium salts, dialkylmonoarylsulfonium salts, and diarylmonoalkyliodonium salts. These are preferable from the viewpoint of storage stability and developability.
さらに具体的には、パラトルエンスルホン酸のジ(t−ブチルフェニル)ヨードニウム塩(1%重量減少温度180℃、5%重量減少温度185℃)、トリフルオロメタンスルホン酸のジ(t−ブチルフェニル)ヨードニウム塩(1%重量減少温度151℃、5%重量減少温度173℃)、トリフルオロメタンスルホン酸のトリメチルスルホニウム塩(1%重量減少温度255℃、5%重量減少温度278℃)、トリフルオロメタンスルホン酸のジメチルフェニルスルホニウム塩(1%重量減少温度186℃、5%重量減少温度214℃)、トリフルオロメタンスルホン酸のジフェニルメチルスルホニウム塩(1%重量減少温度154℃、5%重量減少温度179℃)、ノナフルオロブタンスルホン酸のジ(t−ブチルフェニル)ヨードニウム塩、カンファースルホン酸のジフェニルヨードニウム塩、エタンスルホン酸のジフェニルヨードニウム塩、ベンゼンスルホン酸のジメチルフェニルスルホニウム塩、トルエンスルホン酸のジフェニルメチルスルホニウム塩等を好ましいものとして挙げることができる。 More specifically, di (t-butylphenyl) iodonium salt of paratoluenesulfonic acid (1% weight reduction temperature 180 ° C., 5% weight reduction temperature 185 ° C.), di (t-butylphenyl) trifluoromethanesulfonic acid Iodonium salt (1% weight loss temperature 151 ° C, 5% weight loss temperature 173 ° C), trimethylsulfonium salt of trifluoromethanesulfonic acid (1% weight loss temperature 255 ° C, 5% weight loss temperature 278 ° C), trifluoromethanesulfonic acid Dimethylphenylsulfonium salt (1% weight loss temperature 186 ° C., 5% weight loss temperature 214 ° C.), diphenylmethylsulfonium salt of trifluoromethanesulfonic acid (1% weight loss temperature 154 ° C., 5% weight loss temperature 179 ° C.), Nonafluorobutanesulfonic acid di (t-butylphenyl) iodoni Can be mentioned salts, diphenyliodonium salts of camphorsulfonic acid, diphenyliodonium salt of ethanesulfonic acid, dimethylphenyl sulfonium salt of benzenesulfonic acid, as preferred diphenyl methyl sulfonium salts of toluenesulfonic acid and the like.
また、上記イミドスルホナートとしては、ナフトイルイミドスルホナートが望ましい。
これに対して、フタルイミドスルホナートは、熱安定性が悪いために、硬化反応よりも前に酸が出て、保存安定性等を劣化させるので望ましくない。
The imide sulfonate is preferably naphthoyl imide sulfonate.
On the other hand, phthalimide sulfonate is not desirable because it has poor thermal stability, so that an acid is generated before the curing reaction and deteriorates storage stability.
上記ナフトイルイミドスルホナートの具体例としては、例えば、1,8−ナフトイルイミドトリフルオロメチルスルホナート(1%重量減少温度189℃、5%重量減少温度227℃)、2,3−ナフトイルイミドトリフルオロメチルスルホナート(1%重量減少温度185℃、5%重量減少温度216℃)等を好ましいものとして挙げることができる。 Specific examples of the naphthoylimide sulfonate include 1,8-naphthoylimide trifluoromethyl sulfonate (1% weight loss temperature 189 ° C., 5% weight loss temperature 227 ° C.), 2,3-naphthoyl. Preferred examples include imidotrifluoromethylsulfonate (1% weight loss temperature 185 ° C., 5% weight loss temperature 216 ° C.).
さらに、上記(g)成分(熱酸発生剤)として、下記の化学式(7)に示すように、R1R2C=N−O−SO2−Rの構造を持つ化合物(1%重量減少温度204℃、5%重量減少温度235℃)を用いることもできる。ここで、Rとしては、例えば、p−メチルフェニル基、フェニル基等のアリール基、メチル基、エチル基、イソプロピル基等のアルキル基、トリフルオロメチル基、ノナフルオロブチル基等のパーフルオロアルキル基等が挙げられる。また、R1としては、シアノ基、R2としては、例えば、メトキシフェニル基、フェニル基等が挙げられる。 Further, as the component (g) (thermal acid generator), as shown in the following chemical formula (7), a compound having a structure of R 1 R 2 C═N—O—SO 2 —R (1% weight reduction) A temperature of 204 ° C., a 5% weight loss temperature of 235 ° C.) can also be used. Here, as R, for example, an aryl group such as a p-methylphenyl group and a phenyl group, an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group and an isopropyl group, a perfluoroalkyl group such as a trifluoromethyl group and a nonafluorobutyl group Etc. Examples of R 1 include a cyano group, and examples of R 2 include a methoxyphenyl group and a phenyl group.
また、上記(g)成分(熱酸発生剤)として、下記の化学式(8)に示すように、構造−HN−SO2−Rをもつ化合物(1%重量減少温度104℃、5%重量減少温度270℃)を用いることもできる。ここでRとしては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、メチルフェニル基、フェニル基等のアリール基、トリフルオロメチル基、ノナフルオロブチル等のパーフルオロアルキル基等が挙げられる。また、−HN−SO2−Rの結合する基としては、例えば、2,2,−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンや2,2,−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ジ(4−ヒドロキシフェニル)エーテル等が挙げられる。 Further, as the component (g) (thermal acid generator), as shown in the following chemical formula (8), a compound having the structure —HN—SO 2 —R (1% weight reduction temperature 104 ° C., 5% weight reduction) A temperature of 270 ° C. can also be used. Examples of R include alkyl groups such as a methyl group, ethyl group, and propyl group, aryl groups such as a methylphenyl group and a phenyl group, perfluoroalkyl groups such as a trifluoromethyl group and nonafluorobutyl, and the like. . Examples of the group to which —HN—SO 2 —R is bonded include 2,2, -bis (4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 2,2, -bis (4-hydroxyphenyl) propane, and di ( 4-hydroxyphenyl) ether and the like.
さらにまた、(g)成分(熱酸発生剤)としては、オニウム塩以外の強酸と塩基から形成された塩を用いることもできる。このような強酸としては、例えば、p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸のようなアリールスルホン酸、カンファースルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ノナフルオロブタンスルホン酸のようなパーフルオロアルキルスルホン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ブタンスルホン酸のようなアルキルスルホン酸が好ましい。塩基としては、例えば、ピリジン、2,4,6−トリメチルピリジンのようなアルキルピリジン、2−クロロ−N−メチルピリジンのようなN−アルキルピリジン、ハロゲン化−N−アルキルピリジン等が好ましい。さらに具体的には、p−トルエンスルホン酸のピリジン塩(1%重量減少温度147℃、5%重量減少温度190℃)、p−トルエンスルホン酸のL−アスパラギン酸ジベンジルエステル塩(1%重量減少温度202℃、5%重量減少温度218℃)、p−トルエンスルホン酸の2,4,6−トリメチルピリジン塩、p−トルエンスルホン酸の1,4−ジメチルピリジン塩等が保存安定性、現像性の点から好ましいものとして挙げられる。これらも280℃以下での(a)成分のポリマー、例えばポリベンゾオキサゾール前駆体の環化脱水反応に際して分解し、触媒として働くことができる。 Furthermore, as the component (g) (thermal acid generator), a salt formed from a strong acid other than an onium salt and a base can be used. Examples of such strong acids include arylsulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid and benzenesulfonic acid, perfluoroalkylsulfonic acids such as camphorsulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid and nonafluorobutanesulfonic acid, and methanesulfone. Alkyl sulfonic acids such as acids, ethane sulfonic acids, butane sulfonic acids are preferred. As the base, for example, pyridine, alkylpyridine such as 2,4,6-trimethylpyridine, N-alkylpyridine such as 2-chloro-N-methylpyridine, halogenated-N-alkylpyridine and the like are preferable. More specifically, p-toluenesulfonic acid pyridine salt (1% weight loss temperature 147 ° C., 5% weight reduction temperature 190 ° C.), p-toluenesulfonic acid L-aspartic acid dibenzyl ester salt (1% weight) Decrease temperature 202 ° C, 5% weight loss temperature 218 ° C), 2,4,6-trimethylpyridine salt of p-toluenesulfonic acid, 1,4-dimethylpyridine salt of p-toluenesulfonic acid, etc., storage stability, development From the viewpoint of properties, it is preferable. These can also be decomposed during the cyclization dehydration reaction of the polymer of component (a), for example, polybenzoxazole precursor, at 280 ° C. or less, and can act as a catalyst.
(g)成分(熱酸発生剤)の配合量は、(a)成分(ベース樹脂)100重量部に対して0.1〜30重量部が好ましく、0.2〜20重量部がより好ましく、0.5〜10重量部がさらに好ましい。 The blending amount of the component (g) (thermal acid generator) is preferably 0.1 to 30 parts by weight, more preferably 0.2 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the component (a) (base resin). 0.5-10 weight part is further more preferable.
(h)成分:溶解促進剤
本発明においては、さらに(a)成分であるベース樹脂のアルカリ水溶液に対する溶解性を促進させる溶解促進剤、例えば、フェノール性水酸基を有する化合物を含有させることができる。フェノール性水酸基を有する化合物は、本発明の感光性樹脂組成物に加えることで、アルカリ水溶液を用いて現像する際に露光部の溶解速度が増加し感度が上がり、また、パターン形成後の膜の硬化時に、膜の溶融を防ぐことができる。
(H) Component: Dissolution Accelerator In the present invention, a dissolution accelerator that promotes the solubility of the base resin (a) component in an alkaline aqueous solution, for example, a compound having a phenolic hydroxyl group can be contained. When the compound having a phenolic hydroxyl group is added to the photosensitive resin composition of the present invention, the development rate using the aqueous alkaline solution increases the dissolution rate of the exposed area and increases the sensitivity. During curing, the film can be prevented from melting.
本発明に使用することのできる上記フェノール性水酸基を有する化合物に特に制限はない。かかるフェノール性水酸基を有する低分子化合物としては、例えば、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,4−キシレノール、2,5−キシレノール、2,6−キシレノール、ビスフェノールA、B、C、E、F及びG、4,4’,4’’−メチリジントリスフェノール、2,6−[(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)メチル]−4−メチルフェノール、4,4’−[1−[4−[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール、4,4’−[1−[4−[2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール、4,4’,4’’−エチリジントリスフェノール、4−[ビス(4−ヒドロキシフェニル)メチル]−2−エトキシフェノール、4,4’−[(2−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[2,3−ジメチルフェノール]、4,4’−[(3−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[2,6−ジメチルフェノール]、4,4’−[(4−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[2,6−ジメチルフェノール]、2,2’−[(2−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[3,5−ジメチルフェノール]、2,2’−[(4−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[3,5−ジメチルフェノール]、4,4’−[(3,4−ジヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[2,3,6−トリメチルフェノール]、4−[ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−6−メチルフェニル)メチル]−1,2−ベンゼンジオール、4,6−ビス[(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メチル]−1,2,3−ベンゼントリオール、4,4’−[(2−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[3−メチルフェノール]、4,4’,4’’−(3−メチル−1−プロパニル−3−イリジン)トリスフェノール、4,4’,4’’,4’’’−(1,4−フェニレンジメチリジン)テトラキスフェノール、2,4,6−トリス[(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メチル]−1,3−ベンゼンジオール、2,4,6−トリス[(3,5−ジメチル−2−ヒドロキシフェニル)メチル]−1,3−ベンゼンジオール、4,4’−[1−[4−[1−(4−ヒドロキシフェニル)−3,5−ビス[(ヒドロキシ−3−メチルフェニル)メチル]フェニル]−フェニル]エチリデン]ビス[2,6−ビス(ヒドロキシ−3−メチルフェニル)メチル]フェノール等挙げることができる。 There is no restriction | limiting in particular in the compound which has the said phenolic hydroxyl group which can be used for this invention. Examples of the low molecular weight compound having a phenolic hydroxyl group include o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 2,6-xylenol, bisphenol A, B, and C. , E, F and G, 4,4 ′, 4 ″ -methylidynetrisphenol, 2,6-[(2-hydroxy-5-methylphenyl) methyl] -4-methylphenol, 4,4 ′-[ 1- [4- [1- (4-Hydroxyphenyl) -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol, 4,4 ′-[1- [4- [2- (4-hydroxyphenyl) -2-propyl] ] Phenyl] ethylidene] bisphenol, 4,4 ′, 4 ″ -ethylidinetrisphenol, 4- [bis (4-hydroxyphenyl) methyl] -2-ethoxy Enol, 4,4 ′-[(2-hydroxyphenyl) methylene] bis [2,3-dimethylphenol], 4,4 ′-[(3-hydroxyphenyl) methylene] bis [2,6-dimethylphenol], 4,4 ′-[(4-hydroxyphenyl) methylene] bis [2,6-dimethylphenol], 2,2 ′-[(2-hydroxyphenyl) methylene] bis [3,5-dimethylphenol], 2, 2 ′-[(4-hydroxyphenyl) methylene] bis [3,5-dimethylphenol], 4,4 ′-[(3,4-dihydroxyphenyl) methylene] bis [2,3,6-trimethylphenol], 4- [bis (3-cyclohexyl-4-hydroxy-6-methylphenyl) methyl] -1,2-benzenediol, 4,6-bis [(3,5-dimethyl- -Hydroxyphenyl) methyl] -1,2,3-benzenetriol, 4,4 ′-[(2-hydroxyphenyl) methylene] bis [3-methylphenol], 4,4 ′, 4 ″-(3- Methyl-1-propanyl-3-ylidine) trisphenol, 4,4 ′, 4 ″, 4 ′ ″-(1,4-phenylenedimethylidyne) tetrakisphenol, 2,4,6-tris [(3 5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) methyl] -1,3-benzenediol, 2,4,6-tris [(3,5-dimethyl-2-hydroxyphenyl) methyl] -1,3-benzenediol, 4 , 4 '-[1- [4- [1- (4-hydroxyphenyl) -3,5-bis [(hydroxy-3-methylphenyl) methyl] phenyl] -phenyl] ethylidene] bis [2,6- Bis (hydroxy-3-methylphenyl) methyl] phenol and the like can be mentioned.
上記フェノール性水酸基を有する化合物の配合量は、現像時間と、未露光部残膜率の許容幅の点から、(a)成分(ベース樹脂)100重量部に対して1〜30重量部が好ましく、3〜25重量部がより好ましい。 The compounding amount of the compound having a phenolic hydroxyl group is preferably 1 to 30 parts by weight relative to 100 parts by weight of the component (a) (base resin) from the viewpoint of development time and the allowable width of the unexposed part remaining film ratio. 3 to 25 parts by weight is more preferable.
(i)成分:溶解阻害剤
本発明においては、さらに(a)成分であるベース樹脂のアルカリ水溶液に対する溶解性を阻害する化合物である溶解阻害剤を含有させることができる。かかる溶解阻害剤として、具体的には、ジフェニルヨードニウムニトラート、ビス(p−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムニトラート、ジフェニルヨードニウムブロマイド、ジフェニルヨードニウムクロリド、ジフェニルヨードニウムヨーダイト等の化合物を挙げることができる。
(I) Component: Dissolution inhibitor In this invention, the dissolution inhibitor which is a compound which inhibits the solubility with respect to the aqueous alkali solution of the base resin which is (a) component can be further contained. Specific examples of the dissolution inhibitor include compounds such as diphenyliodonium nitrate, bis (p-tert-butylphenyl) iodonium nitrate, diphenyliodonium bromide, diphenyliodonium chloride, and diphenyliodonium iodide.
これら化合物は、発生する酸が揮発し易いこともあり、ポリベンゾオキサゾール前駆体の環化脱水反応には関与しない。しかし、これら化合物は、効果的に溶解阻害を起こし、残膜厚や現像時間をコントロールするのに役立つ。かかる溶解阻害剤の配合量は、感度と現像時の許容幅の点から、(a)成分(ベース樹脂)100重量部に対して0.01〜50重量部が好ましく、0.01〜30重量部がより好ましく、0.1〜20重量部がさらに好ましい。 These compounds are not involved in the cyclization dehydration reaction of the polybenzoxazole precursor because the generated acid is likely to volatilize. However, these compounds effectively cause dissolution inhibition and are useful for controlling the remaining film thickness and development time. The blending amount of the dissolution inhibitor is preferably 0.01 to 50 parts by weight, preferably 0.01 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the component (a) (base resin), from the viewpoint of sensitivity and allowable width at the time of development. Part is more preferable, and 0.1 to 20 parts by weight is further preferable.
(j)成分:密着性付与剤
本発明の感光性樹脂組成物は、硬化膜の基板との接着性を高めるために、上記(d)成分及び(f)成分以外の有機シラン化合物、アルミキレート化合物等の密着性付与剤を含むことができる。
このような有機シラン化合物としては、例えば、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
また、上記アルミキレート化合物としては、例えば、トリス(アセチルアセトネート)アルミニウム、アセチルアセテートアルミニウムジイソプロピレート等が挙げられる。
上記密着性付与剤を用いる場合は、(a)成分(ベース樹脂)100重量部に対して、0.1〜30重量部が好ましく、0.5〜20重量部がより好ましい。
(J) Component: Adhesiveness imparting agent The photosensitive resin composition of the present invention comprises an organosilane compound other than the above (d) component and (f) component, an aluminum chelate, in order to enhance the adhesion of the cured film to the substrate. An adhesion-imparting agent such as a compound can be included.
Examples of such an organic silane compound include vinyltriethoxysilane and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane.
Examples of the aluminum chelate compound include tris (acetylacetonate) aluminum, acetylacetate aluminum diisopropylate, and the like.
When using the said adhesiveness imparting agent, 0.1-30 weight part is preferable with respect to 100 weight part of (a) component (base resin), and 0.5-20 weight part is more preferable.
(k)成分:界面活性剤又はレベリング剤
本発明の感光性樹脂組成物には、塗布性、例えばストリエーション(膜厚のムラ)を防いだり、現像性を向上させたりするために、適当な界面活性剤又はレベリング剤を添加することができる。
(K) Component: Surfactant or leveling agent The photosensitive resin composition of the present invention is suitable for preventing applicability, for example, striation (film thickness unevenness) or improving developability. Surfactants or leveling agents can be added.
このような界面活性剤又はレベリング剤としては、例えば、ポリオキシエチレンウラリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル等があり、市販品としては、商品名「メガファックスF171」、「F173」、「R−08」(以上、大日本インキ化学工業株式会社製)、商品名「フロラードFC430」、「FC431」(以上、住友スリーエム株式会社製)、商品名「オルガノシロキサンポリマーKP341」、「KBM303」、「KBM403」、「KBM803」(以上、信越化学工業株式会社製)等が挙げられる。 Examples of such surfactants or leveling agents include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenol ether, and the like. “Megafax F171”, “F173”, “R-08” (above, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), trade names “Florard FC430”, “FC431” (above, manufactured by Sumitomo 3M Limited), trade names “ And organosiloxane polymers KP341, KBM303, KBM403, KBM803 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and the like.
(l)成分:溶剤
本発明のポジ型感光性樹脂組成物には、通常、溶剤が含まれ、上記各成分が溶解又は分散している。溶剤は特に制限はなく、γ−ブチロラクトン(BLO)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、N−メチルピロリドン(NMP)、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、アルコール等が使用できる。
上記溶剤の使用量は、特に制限されないが、好ましくは(a)成分に対して100重量部〜2000重量部となるように使用する。
(L) Component: Solvent The positive photosensitive resin composition of the present invention usually contains a solvent, and the above components are dissolved or dispersed. The solvent is not particularly limited, and γ-butyrolactone (BLO), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), N-methylpyrrolidone (NMP), toluene, xylene, tetrahydrofuran, alcohol and the like can be used.
Although the usage-amount of the said solvent is not restrict | limited in particular, Preferably it uses it so that it may become 100 weight part-2000 weight part with respect to (a) component.
本発明の組成物は(l)溶媒を除いて、例えば、70%重量以上、80重量%以上、90重量%以上、100重量%が、(a)〜(d)成分のみからなってもよい。本発明の組成物は、これらの成分の他に、上記の(e)〜(k)成分等、本発明の新規で基本的な特性を実質的に損なわない物質を含むことができる。 In the composition of the present invention, excluding the solvent (l), for example, 70% or more, 80% or more, 90% or more, or 100% by weight may consist of only the components (a) to (d). . In addition to these components, the composition of the present invention may contain substances that do not substantially impair the novel and basic characteristics of the present invention, such as the components (e) to (k) described above.
[パターン硬化膜の製造方法]
次に、本発明によるパターン硬化膜の製造方法について説明する。
本発明のパターン硬化膜の製造方法は、上述した感光性樹脂組成物を支持基板上に塗布し乾燥して感光性樹脂膜を形成する感光性樹脂膜形成工程、前記感光性樹脂膜を所定のパターンに露光する露光工程、前記露光後の感光性樹脂膜を現像してパターン樹脂膜を得る現像工程、及び前記パターン樹脂膜を加熱処理してパターン硬化膜を得る加熱処理工程を有する。
以下、各工程について説明する。
[Method for producing patterned cured film]
Next, the manufacturing method of the pattern cured film by this invention is demonstrated.
The method for producing a cured pattern film according to the present invention includes a photosensitive resin film forming step in which the above-described photosensitive resin composition is applied onto a support substrate and dried to form a photosensitive resin film. An exposure process for exposing the pattern; a development process for developing the exposed photosensitive resin film to obtain a pattern resin film; and a heat treatment process for obtaining a pattern cured film by heat-treating the pattern resin film.
Hereinafter, each step will be described.
(感光性樹脂膜形成工程)
まず、この工程では、ガラス基板、半導体、金属酸化物絶縁体(例えばTiO2、SiO2等)、窒化ケイ素等の支持基板上に、前記本発明の感光性樹脂組成物をスピンナー等を用いて回転塗布後、ホットプレート、オーブン等を用いて乾燥する。これにより、感光性樹脂組成物の被膜である感光性樹脂膜が得られる。
(Photosensitive resin film forming process)
First, in this step, the photosensitive resin composition of the present invention is used on a support substrate such as a glass substrate, a semiconductor, a metal oxide insulator (for example, TiO 2 , SiO 2 ), or silicon nitride using a spinner or the like. After spin coating, it is dried using a hot plate, oven or the like. Thereby, the photosensitive resin film which is a film of the photosensitive resin composition is obtained.
(露光工程)
次に、露光工程では、支持基板上で被膜となった感光性樹脂膜に、マスクを介して紫外線、可視光線、放射線等の活性光線を照射することにより露光を行う。
(Exposure process)
Next, in the exposure step, exposure is performed by irradiating the photosensitive resin film formed as a film on the support substrate with an actinic ray such as ultraviolet ray, visible ray, or radiation via a mask.
(現像工程)
現像工程では、活性光線が露光した感光性樹脂膜の露光部を現像液で除去することによりパターン硬化膜が得られる。現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニア、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等のアルカリ水溶液が好ましいものとして挙げられる。これらの水溶液の塩基濃度は、0.1〜10質量%とされることが好ましい。さらに上記現像液にアルコール類や界面活性剤を添加して使用することもできる。これらはそれぞれ、現像液100重量部に対して、好ましくは0.01〜10重量部、より好ましくは0.1〜5重量部の範囲で配合することができる。
(Development process)
In the development step, a pattern cured film is obtained by removing the exposed portion of the photosensitive resin film exposed to actinic rays with a developer. Preferred examples of the developer include aqueous alkali solutions such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate, ammonia, ethylamine, diethylamine, triethylamine, triethanolamine, and tetramethylammonium hydroxide. The base concentration of these aqueous solutions is preferably 0.1 to 10% by mass. Furthermore, alcohols and surfactants can be added to the developer and used. Each of these can be blended in the range of preferably 0.01 to 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the developer.
(加熱処理工程)
次いで、加熱処理工程では、現像後得られたパターンを加熱処理することにより、硬化膜パターンを形成することができる。加熱温度は、好ましくは280℃以下、より好ましくは120〜280℃、さらに好ましくは160〜250℃である。
(Heat treatment process)
Next, in the heat treatment step, a cured film pattern can be formed by heat-treating the pattern obtained after development. The heating temperature is preferably 280 ° C. or lower, more preferably 120 to 280 ° C., and further preferably 160 to 250 ° C.
また、加熱処理は、石英チューブ炉、ホットプレート、ラピッドサーマルアニール、縦型拡散炉、赤外線硬化炉、電子線硬化炉、及びマイクロ波硬化炉等を用いて行う。また、大気中、又は窒素等の不活性雰囲気中いずれを選択することもできるが、窒素下で行う方が感光性樹脂組成物膜の酸化を防ぐことができるので好ましい。上記加熱温度範囲は従来の加熱温度よりも低いため、支持基板やデバイスへのダメージを小さく抑えることができる。従って、本発明のパターンの製造方法を用いることによって、デバイスが歩留り良く製造できる。また、プロセスの省エネルギー化につながる。 The heat treatment is performed using a quartz tube furnace, a hot plate, rapid thermal annealing, a vertical diffusion furnace, an infrared curing furnace, an electron beam curing furnace, a microwave curing furnace, or the like. Moreover, although it can select either in air | atmosphere or inert atmosphere, such as nitrogen, since it is more preferable to perform under nitrogen, the oxidation of the photosensitive resin composition film | membrane can be prevented. Since the said heating temperature range is lower than the conventional heating temperature, the damage to a support substrate or a device can be restrained small. Therefore, by using the pattern manufacturing method of the present invention, devices can be manufactured with high yield. It also leads to energy savings in the process.
また、本発明の加熱処理としては、通常の窒素置換されたオーブンを用いる以外に、マイクロ波硬化装置や周波数可変マイクロ波硬化装置を用いることもできる。これらを用いることにより、基板やデバイスの温度は例えば220℃以下に保ったままで、感光性樹脂組成物膜のみを効果的に加熱することが可能である。 Further, as the heat treatment of the present invention, a microwave curing device or a variable frequency microwave curing device can be used in addition to using an ordinary nitrogen-substituted oven. By using these, it is possible to effectively heat only the photosensitive resin composition film while keeping the temperature of the substrate or device at, for example, 220 ° C. or lower.
例えば、特許第2587148号明細書及び特許第3031434号明細書では、マイクロ波を用いたポリイミド前駆体の脱水閉環が検討されている。また米国特許第5738915号明細書では、マイクロ波を用いてポリイミド前駆体薄膜を脱水閉環する際に、周波数を短い周期で変化させて照射することにより、ポリイミド薄膜や基材のダメージを避ける方法が提案されている。 For example, in Japanese Patent Nos. 2587148 and 3031434, dehydration and ring closure of a polyimide precursor using microwaves are studied. In US Pat. No. 5,739,915, when a polyimide precursor thin film is dehydrated and closed using microwaves, there is a method for avoiding damage to the polyimide thin film or the base material by irradiating with the frequency changed in a short period. Proposed.
周波数を変化させながらマイクロ波をパルス状に照射した場合は定在波を防ぐことができ、基板面を均一に加熱することができる点で好ましい。さらに基板として電子部品のように金属配線を含む場合は、周波数を変化させながらマイクロ波をパルス状に照射すると金属からの放電等の発生を防ぐことができ、電子部品を破壊から守ることができる点で好ましい。 When microwaves are irradiated in pulses while changing the frequency, standing waves can be prevented and the substrate surface can be heated uniformly. Furthermore, when the substrate includes metal wiring like an electronic component, it is possible to prevent the occurrence of electric discharge from the metal and to protect the electronic component from destruction by irradiating the microwave in pulses while changing the frequency. This is preferable.
本発明の感光性樹脂組成物中の(a)成分のポリマー、例えばポリベンゾオキサゾール前駆体を脱水閉環させる際に照射するマイクロ波の周波数は0.5〜20GHzの範囲であるが、実用的には1〜10GHzの範囲が好ましく、さらに2〜9GHzの範囲がより好ましい。 In the photosensitive resin composition of the present invention, the frequency of the microwave irradiated when dehydrating and cyclizing the polymer of component (a), for example, a polybenzoxazole precursor, is in the range of 0.5 to 20 GHz. Is preferably in the range of 1 to 10 GHz, and more preferably in the range of 2 to 9 GHz.
照射するマイクロ波の周波数は連続的に変化させることが望ましいが、実際は周波数を階段状に変化させて照射する。その際、単一周波数のマイクロ波を照射する時間はできるだけ短い方が定在波や金属からの放電等が生じにくく、その時間は1ミリ秒以下が好ましく、100マイクロ秒以下が特に好ましい。 Although it is desirable to continuously change the frequency of the microwave to be irradiated, the irradiation is actually performed by changing the frequency stepwise. At that time, the shorter the time for irradiating a single-frequency microwave, the less likely it is that standing waves or metal discharges occur, and the time is preferably 1 millisecond or less, particularly preferably 100 microseconds or less.
照射するマイクロ波の出力は装置の大きさや被加熱体の量によっても異なるが、概ね10〜2000Wの範囲であり、実用上は100〜1000Wがより好ましく、100〜700Wがさらに好ましく、100〜500Wが最も好ましい。出力が10W以下では被加熱体を短時間で加熱することが難しく、2000W以上では急激な温度上昇が起こりやすいので好ましくない。 Although the output of the microwave to be irradiated varies depending on the size of the apparatus and the amount of the object to be heated, it is generally in the range of 10 to 2000 W, practically preferably 100 to 1000 W, more preferably 100 to 700 W, further preferably 100 to 500 W. Is most preferred. If the output is 10 W or less, it is difficult to heat the object to be heated in a short time, and if it is 2000 W or more, a rapid temperature rise tends to occur.
本発明の感光性樹脂組成物中の(a)成分のポリマーをマイクロ波により脱水閉環する温度は、先に述べたとおり、脱水閉環後のポリマー薄膜や基材へのダメージを避けるためにも低い方が好ましい。本発明において脱水閉環する温度は、250℃以下が好ましく、240℃以下がさらに好ましく、230℃以下がより好ましく、220℃以下が最も好ましい。尚、基材の温度は赤外線やGaAs等の熱電対といった公知の方法で測定する。 As described above, the temperature at which the polymer of component (a) in the photosensitive resin composition of the present invention is dehydrated and closed by microwaves is low in order to avoid damage to the polymer thin film and substrate after the dehydrated ring closure. Is preferred. In the present invention, the temperature for dehydration and cyclization is preferably 250 ° C. or lower, more preferably 240 ° C. or lower, more preferably 230 ° C. or lower, and most preferably 220 ° C. or lower. The temperature of the substrate is measured by a known method such as infrared or GaAs thermocouple.
本発明の感光性樹脂組成物中の(a)成分のポリマーを脱水閉環させる際に照射するマイクロ波はパルス状に入/切させることが好ましい。マイクロ波をパルス状に照射することにより、設定した加熱温度を保持することができ、また、(a)成分のポリマー薄膜や基材へのダメージを避けることができる点で好ましい。パルス状のマイクロ波を1回に照射する時間は条件によって異なるが、概ね10秒以下である。 The microwave irradiated when dehydrating and cyclizing the polymer of component (a) in the photosensitive resin composition of the present invention is preferably turned on / off in a pulsed manner. By irradiating the microwaves in a pulsed manner, it is preferable in that the set heating temperature can be maintained and damage to the polymer thin film and the substrate of the component (a) can be avoided. Although the time for irradiating the pulsed microwave at one time varies depending on the conditions, it is approximately 10 seconds or less.
本発明の感光性樹脂組成物中の(a)成分のポリマー、例えばポリベンゾオキサゾール前駆体を脱水閉環させる時間は、脱水閉環反応が十分進行するまでの時間であるが、作業効率との兼ね合いから概ね5時間以下である。また、脱水閉環の雰囲気は大気中、又は窒素等の不活性雰囲気中いずれを選択することができる。 The time for dehydrating and ring-closing the polymer of component (a) in the photosensitive resin composition of the present invention, such as the polybenzoxazole precursor, is the time until the dehydrating and ring-closing reaction sufficiently proceeds, but in consideration of work efficiency. Approximately 5 hours or less. The atmosphere of dehydration ring closure can be selected from the air or an inert atmosphere such as nitrogen.
このようにして、本発明の感光性樹脂組成物を層として有する基材に、前述の条件でマイクロ波を照射して本発明の感光性樹脂組成物中の(a)成分のポリマーを脱水閉環すれば、マイクロ波による低温での脱水閉環プロセスによっても熱拡散炉を用いた高温での脱水閉環膜の物性と差がないポリマ−が得られる。 In this way, the substrate having the photosensitive resin composition of the present invention as a layer is irradiated with microwaves under the above-described conditions to dehydrate and ring the polymer of the component (a) in the photosensitive resin composition of the present invention. In this case, a polymer having no difference from the physical properties of a dehydration ring closure film at a high temperature using a thermal diffusion furnace can be obtained even by a dehydration ring closure process at a low temperature using microwaves.
[電子部品、及びその製造工程]
次に、本発明のパターン硬化膜を有する電子部品の製造方法の一実施形態として、半導体装置の製造方法を図面に基づいて説明する。
図1〜図5は、多層配線構造を有する半導体装置の製造工程を説明する概略断面図であり、第1の工程から第5の工程へと一連の工程を表している。
図1〜図5において、回路素子(図示しない)を有するSi基板等の半導体基板1は、回路素子の所定部分を除いてシリコン酸化膜等の保護膜2で被覆され、露出した回路素子上に第1導体層3が形成されている。半導体基板上にスピンコート法等で層間絶縁膜層4としてのポリイミド樹脂等の膜が形成される(第1の工程、図1)。
[Electronic components and their manufacturing processes]
Next, as an embodiment of a method for manufacturing an electronic component having a patterned cured film of the present invention, a method for manufacturing a semiconductor device will be described with reference to the drawings.
1 to 5 are schematic cross-sectional views for explaining a manufacturing process of a semiconductor device having a multilayer wiring structure, and represent a series of processes from a first process to a fifth process.
1 to 5, a
次に、塩化ゴム系、フェノールノボラック系等の感光性樹脂層5が、マスクとして層間絶縁膜層4上にスピンコート法で形成され、公知の写真食刻技術によって所定部分の層間絶縁膜層4が露出するように窓6Aが設けられる(第2の工程、図2)。この窓6Aに露出する層間絶縁膜層4は、酸素、四フッ化炭素等のガスを用いるドライエッチング手段によって選択的にエッチングされ、窓6Bが空けられる。次いで、窓6Bから露出した第1導体層3を腐食することなく、感光樹脂層5のみを腐食するようなエッチング溶液を用いて感光樹脂層5が完全に除去される(第3の工程、図3)。
Next, a photosensitive resin layer 5 such as chlorinated rubber or phenol novolac is formed on the interlayer insulating film layer 4 as a mask by a spin coating method, and a predetermined portion of the interlayer insulating film layer 4 is formed by a known photolithography technique. A window 6A is provided so as to be exposed (second step, FIG. 2). The interlayer insulating film layer 4 exposed to the window 6A is selectively etched by a dry etching means using a gas such as oxygen or carbon tetrafluoride to open the
さらに、公知の写真食刻技術を用いて、第2導体層7を形成させ、第1導体層3との電気的接続が完全に行われる(第4の工程、図4)。3層以上の多層配線構造を形成する場合は、上記の工程を繰り返して行い各層を形成することができる。
Further, the
次に、表面保護膜8を形成する。図1〜図5の例では、この表面保護膜を次のようにして形成する。即ち、本発明の感光性樹脂組成物をスピンコート法にて塗布、乾燥し、所定部分に窓6Cを形成するパターンを描いたマスク上から光を照射した後、アルカリ水溶液にて現像してパターン樹脂膜を形成する。その後、このパターン樹脂膜を加熱して表面保護膜層8としての感光性樹脂のパターン硬化膜とする(第5の工程、図5)。
この表面保護膜層(感光性樹脂のパターン硬化膜)8は、導体層を外部からの応力、α線等から保護するものであり、得られる半導体装置は信頼性に優れる。この表面保護膜層は、特にアルミニウム基板やアルミニウム配線に対する密着性が高いので、そのような基板や配線の上部に形成するのに好適である。
Next, the surface protective film 8 is formed. In the example of FIGS. 1-5, this surface protective film is formed as follows. That is, the photosensitive resin composition of the present invention is applied and dried by a spin coating method, irradiated with light from a mask on which a pattern forming a
This surface protective film layer (patterned cured film of photosensitive resin) 8 protects the conductor layer from external stress, α rays, etc., and the obtained semiconductor device is excellent in reliability. Since this surface protective film layer has particularly high adhesion to an aluminum substrate or aluminum wiring, it is suitable to be formed on the top of such a substrate or wiring.
尚、上記の実施形態では、表面保護膜層8を本発明のポジ型感光性樹脂組成物で形成したが、層間絶縁膜層4、感光性樹脂層5も本発明の組成物で形成できる。 In the above embodiment, the surface protective film layer 8 is formed of the positive photosensitive resin composition of the present invention, but the interlayer insulating film layer 4 and the photosensitive resin layer 5 can also be formed of the composition of the present invention.
本発明の電子部品は、上述した半導体装置の例のように、本発明の感光性樹脂組成物を用いて、上記パターン硬化膜の製造方法によって形成されるパターン硬化膜を有する。ここで、電子部品としては、半導体装置や多層配線板、各種電子デバイス等を含む。
本発明のパターン硬化膜は、具体的には、半導体装置等電子部品の表面保護膜や層間絶縁膜、多層配線板の層間絶縁膜等の形成に使用することができる。本発明による電子部品は、感光性樹脂組成物を用いて形成される表面保護膜や層間絶縁膜を有すること以外は特に制限されず、様々な構造をとることができる。
The electronic component of this invention has the pattern cured film formed by the manufacturing method of the said pattern cured film using the photosensitive resin composition of this invention like the example of the semiconductor device mentioned above. Here, the electronic component includes a semiconductor device, a multilayer wiring board, various electronic devices, and the like.
Specifically, the pattern cured film of the present invention can be used for forming a surface protective film, an interlayer insulating film of an electronic component such as a semiconductor device, an interlayer insulating film of a multilayer wiring board, and the like. The electronic component according to the present invention is not particularly limited except that it has a surface protective film and an interlayer insulating film formed using the photosensitive resin composition, and can take various structures.
また、図6に別の実施形態の半導体装置の一例の断面構造を示す。この断面図は多層配線構造を示している。
層間絶縁層1の上にはAl配線層20が形成され、その上部にはさらに絶縁層30(例えばP−SiN層)が形成され、さらに素子の表面保護膜層40が形成されている。配線層20のパット部50からは再配線層60が形成され、外部接続端子であるハンダ、金等で形成された導電性ボール70との接続部分である、コア80の上部まで伸びている。さらに表面保護膜層40の上には、カバーコート層90が形成されている。再配線層60は、バリアメタル100を介して導電性ボール70に接続されているが、この導電性ボール70を保持するために、カラー110が設けられている。このような構造のパッケージを実装する際には、さらに応力を緩和するために、アンダーフィル120を介することもある。
FIG. 6 shows a cross-sectional structure of an example of a semiconductor device according to another embodiment. This sectional view shows a multilayer wiring structure.
An
この図において、本発明の感光性樹脂組成物は、層間絶縁層30や表面保護膜層40ばかりではなく、その優れた特性故、カバーコート層90、コア80、カラー110、アンダーフィル120等の材料として非常に適している。本発明の感光性樹脂組成物を用いた耐熱性感光性樹脂硬化体は、メタル層や封止剤等との接着性に優れ、応力緩和効果も高いため、本発明の感光性樹脂組成物から得られた耐熱性感光性樹脂硬化体をカバーコート層、コア、カラー、アンダーフィル等に用いた半導体素子は、極めて信頼性に優れるものとなる。
In this figure, the photosensitive resin composition of the present invention includes not only the interlayer insulating
上記図6のような本発明の半導体装置は、前記組成物を用いて形成されるカバーコート、再配線用コア、半田等のボール用カラー、フリップチップ等で用いられるアンダーフィル等を有すること以外は特に制限されず、様々な構造をとることができる。 The semiconductor device of the present invention as shown in FIG. 6 has a cover coat formed using the above composition, a core for rewiring, a collar for balls such as solder, an underfill used for flip chips, etc. Is not particularly limited, and can have various structures.
合成例1
[ポリベンゾオキサゾール前駆体((a)成分)の合成]
攪拌機、温度計を備えた0.2リットルのフラスコ中に、N−メチルピロリドン60gを仕込み、2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン13.92g(38mmol)を添加し、攪拌溶解した。続いて、温度を0〜5℃に保ちながら、ドデカン二酸ジクロリド8.55g(32mmol)とジフェニルエーテルジカルボン酸ジクロリド2.36g(8mmol)をそれぞれ10分間ずつかけて加えた後、室温に戻し3時間攪拌を続けた。溶液を3リットルの水に投入し、析出物を回収し、これを純水で3回洗浄した後、減圧してポリヒドロキシアミド(ポリベンゾオキサゾール前駆体)を得た(以下、ポリマーIとする)。ポリマーIのGPC法標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は39,500、分散度は1.9であった。
Synthesis example 1
[Synthesis of Polybenzoxazole Precursor (Component (a))]
A 0.2 liter flask equipped with a stirrer and a thermometer was charged with 60 g of N-methylpyrrolidone, and 13.92 g (38 mmol) of 2,2′-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane was added. Added and stirred to dissolve. Subsequently, while maintaining the temperature at 0 to 5 ° C., 8.55 g (32 mmol) of dodecanedioic acid dichloride and 2.36 g (8 mmol) of diphenyl ether dicarboxylic acid dichloride were added over 10 minutes each, and then returned to room temperature for 3 hours. Stirring was continued. The solution was poured into 3 liters of water, the precipitate was collected, washed with pure water three times, and then depressurized to obtain polyhydroxyamide (polybenzoxazole precursor) (hereinafter referred to as polymer I). ). The weight average molecular weight calculated | required by GPC method standard polystyrene conversion of the polymer I was 39,500, and dispersion degree was 1.9.
合成例2
[ポリベンゾオキサゾール前駆体((a)成分)の合成]
攪拌機、温度計を備えた0.5リットルのフラスコ中に、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸15.48g(60mmol)、N−メチルピロリドン90gを仕込み、フラスコを5℃に冷却した。その後、塩化チオニル23.9g(120mmol)を滴下し、30分間反応させて、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸ジクロリドの溶液を得た。
Synthesis example 2
[Synthesis of Polybenzoxazole Precursor (Component (a))]
In a 0.5 liter flask equipped with a stirrer and a thermometer, 15.48 g (60 mmol) of 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid and 90 g of N-methylpyrrolidone were charged, and the flask was cooled to 5 ° C. Thereafter, 23.9 g (120 mmol) of thionyl chloride was added dropwise and reacted for 30 minutes to obtain a solution of 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid dichloride.
次いで、攪拌機、温度計を備えた0.5リットルのフラスコ中に、N−メチルピロリドン87.5gを仕込み、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン18.30g(50mmol)を攪拌溶解した。その後、ピリジン9.48g(120mmol)を添加し、温度を0〜5℃に保ちながら、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸ジクロリドの溶液を30分間で滴下し、30分間攪拌を続けた。 Next, 87.5 g of N-methylpyrrolidone was charged into a 0.5 liter flask equipped with a stirrer and a thermometer, and 18.30 g (50 mmol) of bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane was stirred. Dissolved. Thereafter, 9.48 g (120 mmol) of pyridine was added, and while maintaining the temperature at 0 to 5 ° C., a solution of 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid dichloride was added dropwise over 30 minutes, and stirring was continued for 30 minutes.
攪拌した溶液を3リットルの水に投入し、析出物を回収、純水で3回洗浄した後、減圧乾燥してカルボキシル基末端のポリヒドロキシアミド(ポリベンゾオキサゾール前駆体)を得た(以下、ポリマーIIとする)。ポリマーIIのGPC法標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量重量平均分子量は17,600、分散度は1.6であった。 The stirred solution was poured into 3 liters of water, and the precipitate was collected, washed three times with pure water, and then dried under reduced pressure to obtain a carboxyl group-terminated polyhydroxyamide (polybenzoxazole precursor) (hereinafter, Polymer II). The weight average molecular weight of polymer II determined by GPC standard polystyrene conversion was 17,600, and the degree of dispersion was 1.6.
合成例3
[ポリイミド前駆体((a)成分)の合成]
攪拌機及び温度計を備えた0.2リットルのフラスコ中に、3,3’,4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物(ODPA)10g(32mmol)とイソプロピルアルコール3.87g(65mmol)とをN−メチルピロリドン45gに溶解し、1,8−ジアザビシクロウンデセンを触媒量添加して、その後、60℃にて2時間加熱した。続いて室温下(25℃)で15時間攪拌し、エステル化を行った。その後、氷冷下で塩化チオニルを7.61g(64mmol)加え、室温に戻し2時間反応を行い、酸クロリドの溶液(以下、酸クロリド溶液Iという)を得た。
Synthesis example 3
[Synthesis of polyimide precursor (component (a))
In a 0.2 liter flask equipped with a stirrer and a thermometer, 10 g (32 mmol) of 3,3 ′, 4,4′-diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride (ODPA) and 3.87 g (65 mmol) of isopropyl alcohol were added. Was dissolved in 45 g of N-methylpyrrolidone, a catalytic amount of 1,8-diazabicycloundecene was added, and then heated at 60 ° C. for 2 hours. Then, it stirred at room temperature (25 degreeC) for 15 hours, and esterification was performed. Thereafter, 7.61 g (64 mmol) of thionyl chloride was added under ice cooling, and the mixture was returned to room temperature and reacted for 2 hours to obtain an acid chloride solution (hereinafter referred to as acid chloride solution I).
次に、攪拌機、温度計を備えた0.5リットルのフラスコ中に、N−メチルピロリドン40gを仕込み、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン10.25g(28mmol)を添加し、攪拌溶解した後、ピリジン7.62g(64mmol)を添加し、温度を0〜5℃に保ちながら、調製した酸クロリド溶液Iを30分間で滴下した後、30分間攪拌を続けた。攪拌後の反応液を蒸留水に滴下し、沈殿物を濾別して集め、減圧乾燥することによってカルボキシル基末端のポリアミド酸エステル(ポリアミド前駆体)を得た(以下、ポリマーIIIという)。ポリマーIIIのGPC法標準ポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は19,400であり、分散度は2.2であった。 Next, 40 g of N-methylpyrrolidone was charged into a 0.5 liter flask equipped with a stirrer and a thermometer, and 10.25 g (28 mmol) of bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane was added. After stirring and dissolving, 7.62 g (64 mmol) of pyridine was added, and while maintaining the temperature at 0 to 5 ° C., the prepared acid chloride solution I was added dropwise over 30 minutes, and then stirring was continued for 30 minutes. The reaction solution after stirring was dropped into distilled water, and the precipitate was collected by filtration and dried under reduced pressure to obtain a polyamic acid ester (polyamide precursor) having a carboxyl group terminal (hereinafter referred to as polymer III). The weight average molecular weight calculated | required by GPC method standard polystyrene conversion of the polymer III was 19,400, and dispersion degree was 2.2.
(GPC法による重量平均分子量の測定条件)
測定装置:検出器 株式会社日立製作所社製L4000 UV
ポンプ:株式会社日立製作所社製L6000
株式会社島津製作所社製C−R4A Chromatopac
測定条件:カラム Gelpack GL−S300MDT−5 x2本
溶離液:THF/DMF=1/1(容積比)
LiBr(0.03mol/l)、H3PO4(0.06mol/l)
流速:1.0ml/min、検出器:UV270nm
ポリマー0.5mgに対して溶媒[THF/DMF=1/1(容積比)]1mlの溶液を用いて測定した。
(Measurement conditions of weight average molecular weight by GPC method)
Measuring device: Detector L4000 UV manufactured by Hitachi, Ltd.
Pump: Hitachi Ltd. L6000
C-R4A Chromatopac manufactured by Shimadzu Corporation
Measurement conditions: Column Gelpack GL-S300MDT-5 x 2 eluent: THF / DMF = 1/1 (volume ratio)
LiBr (0.03 mol / l), H 3 PO 4 (0.06 mol / l)
Flow rate: 1.0 ml / min, detector: UV 270 nm
The measurement was performed using a solution of 1 ml of a solvent [THF / DMF = 1/1 (volume ratio)] with respect to 0.5 mg of the polymer.
実施例1〜4及び比較例1〜3
[感光性樹脂組成物の調製]
表1に示す成分を、表1に示す配合量で、γ−ブチロラクトン/プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを重量比9:1で混合した溶剤に溶解して、それぞれ感光性樹脂組成物を調製した。
尚、表1において、各成分の()内の数は(a)成分であるポリマー100重量部に対する添加量(重量部)を示す。溶剤の使用量は、いずれもポリマー100重量部に対して200重量部であった。
Examples 1-4 and Comparative Examples 1-3
[Preparation of photosensitive resin composition]
The components shown in Table 1 were dissolved in a solvent in which γ-butyrolactone / propylene glycol monomethyl ether acetate was mixed at a weight ratio of 9: 1 in the blending amounts shown in Table 1 to prepare photosensitive resin compositions.
In Table 1, the number in parentheses for each component indicates the amount (parts by weight) added to 100 parts by weight of the polymer (a). The amount of the solvent used was 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer.
表1中の、ポリマーI,II,IIIは合成例で調整したものであり、B1、B2(AZエレクトロニックマテリアルズ社製)C1、C2、D1(東レダウコーニング社製)は以下の通りである。 Polymers I, II, and III in Table 1 were prepared in the synthesis examples, and B1, B2 (manufactured by AZ Electronic Materials) C1, C2, D1 (manufactured by Toray Dow Corning) were as follows. .
C1:CH3COOH
C2:ピリジン
D1:H2NCONH(CH2)3Si(OEt)3
C1: CH 3 COOH
C2: pyridine D1: H 2 NCONH (CH 2 ) 3 Si (OEt) 3
[パターン硬化膜の製造]
実施例1〜4及び比較例1〜3で調製した感光性樹脂組成物を、それぞれシリコンウエハ上にスピンコートして、乾燥膜厚が7〜12μmの塗膜を形成した。得られた塗膜に、超高圧水銀灯を光源とし、干渉フィルターを介して、100から1000mJ/cm2まで10mJ/cm2刻みでi線照射量を変化させ、所定のパターンをウエハに照射して、露光を行った。露光後、120℃で3分間加熱し、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)の2.38重量%水溶液にて露光部のシリコンウエハが露出するまで現像した後、水でリンスして、パターン樹脂膜をそれぞれ得た。
[Manufacture of patterned cured film]
The photosensitive resin compositions prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 were each spin-coated on a silicon wafer to form a coating film having a dry film thickness of 7 to 12 μm. The obtained coating film was irradiated with a predetermined pattern on the wafer by changing the i-line irradiation amount from 100 to 1000 mJ / cm 2 in increments of 10 mJ / cm 2 through an interference filter using an ultrahigh pressure mercury lamp as a light source. , Exposure was performed. After exposure, the substrate is heated at 120 ° C. for 3 minutes, developed with a 2.38 wt% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) until the exposed silicon wafer is exposed, rinsed with water, and patterned resin film Respectively.
次に、作製したパターン樹脂膜付きウエハを縦型拡散炉μ−TF(光洋サーモシステム社製)を用いて窒素雰囲気下、100℃で1時間加熱した後、さらに200℃で1時間加熱してパターン硬化膜(硬化後膜厚5〜10μm)をそれぞれ得た。 Next, the manufactured wafer with a patterned resin film was heated at 100 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere using a vertical diffusion furnace μ-TF (manufactured by Koyo Thermo Systems Co., Ltd.), and further heated at 200 ° C. for 1 hour. Pattern cured films (film thickness after curing, 5 to 10 μm) were obtained.
[評価]
・感度
パターン硬化膜形成の現像工程において、未露光部の残膜率(現像前後の膜厚の比)が80%となるように現像時間を調整し、露光部のパターンが開口するのに必要な最小露光量を感度と定義した。開口パターンは顕微鏡で観察しながら判断した。結果を表2に示す。実施例のいずれのサンプルも十分な感度特性を示した。
[Evaluation]
Sensitivity Necessary to adjust the development time so that the remaining film ratio (ratio of film thickness before and after development) in the unexposed area becomes 80% in the development process of pattern cured film formation and the pattern in the exposed area opens. The minimum exposure was defined as sensitivity. The opening pattern was judged while observing with a microscope. The results are shown in Table 2. All samples of the examples showed sufficient sensitivity characteristics.
・保管安定性(異物の発生)
感光性樹脂組成物を、室温で保管した際の保管安定性を以下の方法で評価した。
調製後1週間ごとに、感光性樹脂組成物から上記パターン硬化膜を形成し、得られた硬化膜を金属顕微鏡で観察を行い、膜表面に異物が見られるか、否かを観察した。室温で4週間保管しても異物が見られなかったものを○、室温保管4週間までの間で異物が発生したものを×と判断した。
・ Storage stability (foreign matter generation)
The storage stability when the photosensitive resin composition was stored at room temperature was evaluated by the following method.
The patterned cured film was formed from the photosensitive resin composition every week after the preparation, and the obtained cured film was observed with a metallographic microscope to observe whether or not foreign matter was observed on the film surface. A case where no foreign matter was observed even after storage at room temperature for 4 weeks was judged as ◯, and a case where foreign matter was generated up to 4 weeks at room temperature was judged as x.
表2から分かるように、実施例の硬化膜は、いずれも実用上問題ない感度を有し、室温保存安定性も良いことが分かった。一方、(c)成分を用いなかった比較例1では、室温保存安定性が悪かった。さらに、(c)成分をC2に変えた比較例2、3は、室温保存安定性が悪かった。 As can be seen from Table 2, the cured films of the examples all have a sensitivity that is not a problem in practice, and have good room temperature storage stability. On the other hand, in Comparative Example 1 in which the component (c) was not used, the room temperature storage stability was poor. Furthermore, Comparative Examples 2 and 3 in which the component (c) was changed to C2 had poor room temperature storage stability.
本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、電子部品の表面保護膜や層間絶縁膜等となるパターン硬化膜の材料として使用できる。 The positive photosensitive resin composition of the present invention can be used as a material for a pattern cured film that becomes a surface protective film or an interlayer insulating film of an electronic component.
1 半導体基板
2 保護膜
3 第1導体層
4 層間絶縁膜層
5 感光性樹脂層
6A,6B,6C 窓
7 第2導体層
8 表面保護膜層
10 層間絶縁層
20 Al配線層
30 絶縁層
40 表面保護膜層
50 配線層のパット部
60 再配線層
70 導電性ボール
80 コア
90 カバーコート層
100 バリアメタル
110 カラー
120 アンダーフィル
DESCRIPTION OF
Claims (9)
(b)光の照射を受けて酸を発生する化合物と、
(c)酢酸と、
(d)ウレア結合を有するシランカップリング化合物と、
を含有してなることを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物。 (A) a polymer soluble in an alkaline aqueous solution;
(B) a compound that generates acid upon irradiation with light;
(C) acetic acid;
(D) a silane coupling compound having a urea bond;
A positive-type photosensitive resin composition comprising:
前記(d)成分が(a)成分100重量部に対して0.1〜30重量部であることを特徴とする請求項1に記載のポジ型感光性樹脂組成物。 The component (c) is 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (a),
The positive photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the component (d) is 0.1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (a).
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